傳感器技術在可穿戴設備中的潛在發(fā)展方向

從1975年Pulsar計算器手表帶來可穿戴設備概念開始，到2012年谷歌google glasses問世，可穿戴設備開始大行其道，蘋果的Apple Watch，Maxim的智能T-shirt，Google和三星也布局其中，行業(yè)迅速爆發(fā)，于是人們也開始期待這類產(chǎn)品可以帶來更多科幻電影中才有的未來感。

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然而數(shù)據(jù)顯示，這幾年可穿戴設備市場卻增速放緩。根據(jù)中國科學院文獻情報中心和投中研究院最新公布的《2018可穿戴傳感器產(chǎn)業(yè)技術報告》顯示，自2016年以來，全球可穿戴設備出貨量與營收規(guī)模約以13%的年增長率保持平穩(wěn)增長，其營收規(guī)模已經(jīng)達到了近350億美元/年。

國外某機構對2020年

各類可穿戴設備市場的預測示意圖

功能單一、實用性差等問題，可穿戴設備也開始為人所詬病，可穿戴設備市場的發(fā)展瓶頸已經(jīng)到來，只有在便捷性和功能性上尋求突破，才能殺出重圍。那么，提高功能性的關鍵在于什么？

關鍵字：傳感器

細看上面這些可穿戴設備，你會發(fā)現(xiàn)幾乎他們都有著類似的功能：跟蹤身體運動、監(jiān)測聲音、溫度、帶麥克風或攝像頭。而這些功能的背后，都是相同的東西在起著作用：距離感應器、環(huán)境光傳感器……可以說，可穿戴設備的本質(zhì)就是傳感器，各種傳感器讓一個個戴在身上的小東西實現(xiàn)運動跟蹤、數(shù)據(jù)收集、信息傳輸和互動。

如何才能讓可穿戴設備的功能有新的變化？這個問題到了這里不言而喻，工控小編認為要想突破現(xiàn)有的發(fā)展瓶頸，從傳感器下手不失為一個很好地切入點。只有讓傳感器技術從1.0進化到2.0版本，才能讓可穿戴設備有大的突破。

傳感器作為可穿戴設備的核心器件，根據(jù)測量參數(shù)不同被使用在不同的產(chǎn)品中，可穿戴設備的功能和性能均離不開傳感器核心技術的支持。傳感器能為可穿戴設備帶來全新的交互、創(chuàng)新有趣的應用、更好的用戶體驗。

傳感器與可穿戴設備相輔相成

可穿戴設備的迅猛發(fā)展離不開傳感器的作用，不同的傳感器為設備提供大量豐富的數(shù)據(jù)，將所需要的信息指標顯示出來。可穿戴設備隨著它集成的傳感器的發(fā)展而發(fā)展，可穿戴設備市場增長的關鍵之一就是傳感器。不同的可穿戴產(chǎn)品面向的用戶不同，使用目的不同，內(nèi)置的傳感器也不盡相同?？纱┐髟O備中的傳感器根據(jù)功能可以分為：運動型傳感器、生物型傳感器、環(huán)境傳感器等。

可穿戴設備的功能和可靠性是用戶最為重視的特性之一，隨著越來越多可穿戴設備的出現(xiàn)，用戶也提出了更高的要求。而傳感器的體積、質(zhì)量、功耗、可靠性、穩(wěn)定性等都將會影響可穿戴設備的用戶體驗、穿戴舒適度和功耗等?？纱┐髦悄茉O備的各類功能，都有賴各類傳感器功能性融合和創(chuàng)新來實現(xiàn)。

目前，大部分可穿戴設備都很輕，而且尺寸越來越小，不僅要符合人體工程學設計，還要具有高可靠性，超低功耗且適應各種環(huán)境。因此，要開發(fā)出更精確，小型化，集成化的傳感器，才能滿足需求。

可穿戴傳感器的潛在發(fā)展方向

未來，傳感器感測多個物理信號的功能需求和環(huán)境感知應用對于實時工作傳感器處理的需求將不斷增長。傳感器技術的潛在發(fā)展方向：

?多傳感器融合；

?選擇具有良好生物兼容性的傳感器材料；

?低功耗下具有高靈敏度。

首先，可穿戴設備集成更多傳感器，這一趨勢未來幾年還將加快。人們對于可穿戴設備的功能需求不斷增加，這就需要集成更多的傳感器。集成更多傳感器的明顯優(yōu)勢在于，能增加設備的功能，從而使其能夠測量更多參數(shù)。另外，還能提高所收集數(shù)據(jù)的精確性。

其次，可穿戴設備需要更好的符合人體工程學設計，更好的貼合人類的肢體，因此新材料的應用，實現(xiàn)柔性可穿戴電子傳感器的高分辨率、高靈敏、快速響應、低成本制造和復雜信號檢測仍然是一個很大的挑戰(zhàn)。

最后，可穿戴設備需要不斷提高產(chǎn)品續(xù)航能力和降低能耗，關鍵技術就在于電池能量密度和環(huán)境能量上。但就目前的技術來說，通過改變電池的性能還并不可行，可穿戴設備只能通過選擇備用電池、降低傳感器功耗等途徑，間接的增加設備的續(xù)航能力。