使可穿戴物值得佩戴

28-07-2017 |  |  By 马克帕特里克

一代新一代的可穿戴设备最终找到了“杀手应用程序”,写了Mouser的Mark Patrick

近年来,可穿戴设备是最预期和谈论的消费电子设备之一 - 但现实经常缺乏炒作。虽然潜力是有可穿戴的潜力来改变我们的生活并为设备制造商产生收入,但到目前为止的收养率一直在分析师的预测之下。即使是苹果仍在努力让其Apple观看甚至是智能手机的级数。 MRA060(图)

图1:可穿戴设备有可能改变我们的生活。

 

可穿戴设备趋势融合吗?这是一个时光过去了吗?或者是一个新兴的市场,仍在等待其潜力实现?

新一代可穿戴设备终于找到了“杀手应用程序”并摇动件事。这些新的可穿戴物使用功率高效但高性能的系统上芯片(SOC)处理器,代表了我们之前看到的内容的大大改进。

 

粘性问题

虽然自2000年代后期以来,SmartWatches甚至适合跟踪装置已经存在,但我们今天知道他们的可穿戴设备真的在2012年左右起飞。那是耐克的燃料带健身跟踪器和鹅卵石的SmartWatch上市。这两个标志性的可穿戴物是非常受欢迎的,他们的成功踢起了可穿戴设备的公共利益。

众多竞争对手进入市场,这些日子我们有一个夸张的健身跟踪器和Smartwatches可供选择。从燃料带的发射五年开始,人们会认为几乎每个人都应该拥有一个智能手腕配件,但不是这种情况。销售与分析师预测没有完全相匹配,最近的调查显示了健身跟踪器和Smartwatch的近30%的遗弃率。这些配件中的三个近似是在袜子抽屉里结束。

 

新兴技术

那么,从大规模主流采用中持有可穿戴物品的东西?就像任何早期的新兴技术一样,可穿戴物都经历了成长的痛苦。

作为一类全新的设备,没有合适的硬件生态系统来支持第一代穿戴性。它们必须与旨在更大,较低的有意识的嵌入式系统的组件进行。这导致了具有重要承诺的设备,但不仅仅是恒星执行。

这些早期可穿戴设备通常大量使用离散部件,导致庞大,昂贵的设备通常消耗更多的功率,而不是所需的功率。例如,NIKE燃料带使用了离散的微控制器,存储器,传感器和无线电组件。虽然由Nike的工程师设计高雅,但是对于手镯仍然相对较厚,而且为150美元,这对于简单的活动跟踪器来说是昂贵的。

由于电池寿命问题,以及有限的板载加工能力,许多早期可牢性地卸载了智能手机的严重处理。这导致了自己具有非常受限制的功能的设备。任何有意义的数据分析,涉及传感器融合所需用户在手机上提交应用程序。

最后,早期的可穿戴物被认为是“漂亮的对......必须的”。指标通常限于简单的阶梯计数器(并不总是准确)或心率监视器。许多设备正在解决使用案例,这些情况似乎对大多数人来说都不是,在许多情况下,可以通过智能手机自我复制。

 

不仅仅是噱头

虽然远离完美,第一代穿戴物确实卖得足够好,以证明这一漂浮岭市场的商业潜力。认识到可穿戴设备需要在紧凑型包装中进行节能传感器处理,芯片制造商迅速升至动作。通过集成微控制器(MCU),蓝牙无线电和其他关键组件,SOC的开发使当今的可穿戴设备更纤细,更持久,更功能。

可穿戴设备中SOC的需求源于可穿戴设备设计师必须在非常紧凑的空间和能量限制范围内工作的事实 - 比在大多数其他嵌入式系统中更多。然而,设备仍然需要足够的处理和传感功能来提供有意义的功能。即使是传统的嵌入式系统标准的智能手机甚至是巨大的,而且与最粗壮的智能手表也是巨大的。可穿戴物需要足够小,以适应手腕,并且足够轻,可以在身体的其他部位穿上或嵌入衣服上而不会引人注目。

能效是可穿戴物的另一个巨大挑战。与智能手机不同,其功能现在对平均消费者至关重要,可穿戴物品仍然主要是外围设备,意思是人们每天都愿意向他们收费。

SOC设计有助于解决这些形式因素和能源挑战,使可穿戴设备可以变小和更轻 - 因此使它们更令人突兀,更方便使用。 SOCS使可穿戴电子产品嵌入更美观的设计,同时保持多天,或者在某些情况下为多周的电池寿命。

SoC Revolution由Nordic Semiconductor在2012年夏季的2012年夏季开始启动,其NRF51822蓝牙低能量(BLE)SoC。这些芯片集成了低功耗ARM Cortex-M0 MCU和蓝牙无线电,以及Flash,RAM,电源管理,ADC,DAC和I / O.通过将这些关键组件集成,在几乎所有可穿戴设备中发现,NRF51822有助于简化硬件设计,降低元件成本,降低功耗和纤细的设备形成因素。

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图2:北欧半导体NRF51822框图。

 

通过在ARM处理器周围构建其SOC,北欧将节能的处理器带到了表格中,并确保开发人员可以使用良好支持的开发工具。此外,与嵌入式BLE软件堆栈一起,这些芯片比传统的蓝牙无线电模块更容易设计。开发人员可以专注于应用程序功能,而不是BLE协议的复杂性。

其他芯片制造商还看到了可穿戴设备的SOC设计的潜力,并迅速遵循他们自己的适用于基​​于ARM Cortex-M0的BLE SoC。赛普拉斯半导体的PSoC 4 BLE模块具有48MHz时钟时钟的M0处理器,集成了电容式触控控制器并改善了模拟设备支持。 Atmel的Atsamb11是另一个基于M0的模块,具有行业领先的低功耗,以及极小的QFN(6x6mm)封装。

虽然这些新的集成BLE SOC系列模块在可穿戴设备和IOT市场中进行了大型飞溅,但它们使用的Cortex-M0 ARM处理器相对动推,将其用例限制在更基本的可穿戴应用程序。

2015年,北欧通过介绍NRF52系列再次扰乱了可穿戴性市场的市场。这些第二代BLE SOC介绍了更大的处理能力,具有64MHz Cortex-M4F处理器,改善无线电灵敏度,加倍闪存和RAM,以及功耗的一半。

同年,德州仪器升级了它的产品,用Cortex-M3处理器释放CC2640系列BLE SOC。这些特色相对强大的48MHz处理器,大大扩展了BLE SOC设计的可能性。功耗仍然可以非常低,5.9mA Rx和6.1mA Tx处为0dBm。

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图3:CC2640的框图。

 

这些第二代SOC处理器现在正在为比以往任何时候都提供更实惠的,功能性和美学令人愉悦的新型穿戴。

 

可穿戴的可穿戴

来自领先芯片制造商的最新BLE SOC处理器正在帮助制造健身跟踪器和其他传统的可穿戴设备更准确,更有用。他们还解锁了全新的可穿戴应用程序。

Lumo Run举例说明了最新的健身跟踪设备浪潮,它具有更好更准确的度量。它使用NRF52832 SoC来实现纤细,半英寸厚的型材和几乎没有可知的重量。而第一代健身跟踪器是基于腕部的设备,使它们令人难以置信的是跟踪低体活动,卢莫跑在躯干附近的裤子的背面附着。

通过监控身体中心附近的运动,LUMO运行可以跟踪节奏,反弹,制动,骨盆下降和旋转。这些详细的指标超出了传统的逐步计数器。用户可以获得有关如何提高运行表格的精确,可操作的反馈。

除了进化的健身跟踪器外,最新的可穿戴浪潮包括智能服装,医疗监视器,健康跟踪器和混合手表。

Owlet Smart Sock是新一类穿着的衣柜配件的示例。这是一种追踪其氧气水平和心率的婴儿的袜子。袜子包含脉冲血氧计以及发射器。生命标志通过BLE传送到基站,该基站将数据发送到云,从可以使用计算机或移动应用程序访问它的位置。它旨在通过能够远程跟踪宝宝的生命体征来使父母安心。

对于专业运动员来说,伤害总是担心。 Motus的新型可穿戴压缩套管旨在帮助棒球运动员避免对这项运动共同的肘部受伤。通过纳入加速度计,Motus Sleeve轨道追踪每次扔球的肘部时的压力棒球投手。这为玩家提供了优化练习时间所需的数据,防止过度训练并决定当玩家应留在游戏中或放在工作台上。

 

可穿戴的时代

尴尬的开始后,可穿戴物终于进入自己。第一代穿戴物不得不适用于较大的设备,通常导致庞大,昂贵的设备,通常比功能更高。但随着硬件生态系统陷入困境,可穿戴设备也开始塑造。

今天,从北欧,赛普拉斯,Atmel,TI和其他无线芯片制造商的节能强大的SOC芯片的可用性使得最新一代的可穿戴物能够找到能力效率,加工能力和空间节省的正确平衡功能性,美学和可用性。

与许多人之间的预期不同,可穿戴性的成功并不意味着每个手腕上的健身跟踪器,而是一种在所有形状和形式的穿戴设备,而是解决医疗,工业,消费者甚至运动应用中的特定问题。今天最成功和最有前途的可穿戴设备不一定是我们等待的,而是我们从未预期的那些。

Mouser. eu.mouser.com


由Mark Patrick.

马克加入了 Mouser. Electronics. 2014年7月,以前在RS组件中举行的高级营销角色。在卢比之前,标志在德州仪器中的应用支持和技术销售角色。他拥有考文垂大学电子工程中的一流荣誉学位。

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