入門級物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品--智能手環(huán)測評

貿(mào)澤電子聯(lián)手與非網(wǎng)，邀請酷物聯(lián)實驗室創(chuàng)始人、B站資深up主Karlno一起推出硬件拆解視頻系列--《硬核拆評》，每一期我們將選擇幾款當(dāng)下爆款的同類物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，做深度硬件拆解、橫向評測和比較，讓我們來看看這些爆款背后的硬實力到底幾何。

EP01

《硬核拆評第一期》

入門級物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品--智能手環(huán)測評

第一期，我們來拆解入門級物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品--幾款智能手環(huán)，華為號稱高品質(zhì)先鋒，小米則是走高性價比親民路線，再來一款智能手環(huán)鼻祖Fitbit的代表作，來深度對比下，看看到底誰更強？

幾款手環(huán)中用到的核心器件均可在貿(mào)澤電子官網(wǎng)查詢詳情并購買：

DialogRF片上系統(tǒng)（SoC）DA14697

Cypress PSoC6微控制器CY8C68 237FM

其他相關(guān)器件包括：

MaximCortex-M4F微控制器MAX32632IWQ+

Winbond NOR閃存W25Q32JVSSIQ

FutabaOLED顯示器和配件ELW0901AA

智能手環(huán)作為現(xiàn)代科技的產(chǎn)物，以穿戴式智能設(shè)備的形象出現(xiàn)在大眾的面前，并在悄無聲息地滲透和改變?nèi)藗兊纳睢，F(xiàn)在的它正在嘗試記錄用戶的健身效果、睡眠質(zhì)量、飲食安排和習(xí)慣等一系列相關(guān)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)同步到用戶的移動終端設(shè)備中，終端設(shè)備再根據(jù)自己的“分析功能”給出相關(guān)建議，起到通過數(shù)據(jù)指導(dǎo)健康生活的作用。

智能手環(huán)關(guān)鍵功能、技術(shù)解析

01

運動監(jiān)測

自從有了智能手環(huán)，我們的運動量就可以精確到以“步”計算了，這種精確的運動數(shù)據(jù)又一定程度上促進了大家的運動積極性。

那么運動檢測是如何實現(xiàn)的呢？

目前市場上的智能手環(huán)計步功能實現(xiàn)方法主要有兩種。一種是可感測三維律動的運動狀態(tài)感應(yīng)器（三軸加速度傳感器），通過電容式加速度計感測不同方向的加速度或振動等運動狀況。簡單地說，當(dāng)人在正常行走時會產(chǎn)生水平和垂直兩個加速度，當(dāng)用戶邁步時，單腳著地重心上提，垂直方向呈向上加速度，水平方向呈向前加速；而繼續(xù)往前走重心回落，垂直方向加速度轉(zhuǎn)而向下，收腳時水平方向加速度反向。三軸加速器在記錄這些不同的加速度變化的同時，繪制出規(guī)律曲線，再經(jīng)過濾波、峰谷檢測等手段，使用多種算法和邏輯運算，最終將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成手環(huán)APP 端的可讀數(shù)字，即步數(shù)、距離、消耗的卡路里數(shù)等。另一種是綠光光電測量法，它由兩個綠色發(fā)光LED和一個光敏傳感器組成，位于手環(huán)的背部。其工作原理是基于手臂血管中的血液在脈動的時候會發(fā)生密度改變而引起透光率的變化，LED發(fā)出綠色光波，光敏傳感器接收手臂皮膚的反射光，通過感測光場強度的變化可以計算出心率，再通過心率的連續(xù)監(jiān)測來反映人體運動的情況。

02

睡眠監(jiān)測

目前智能手環(huán)睡眠監(jiān)測原理是通過體動記錄儀來分析睡眠狀態(tài)的。簡單地說，就是智能手環(huán)上會有三軸加速度傳感器和光電傳感器，睡眠的時候可以根據(jù)手腕的動作幅度、頻率和心率來衡量睡眠的質(zhì)量。

三軸加速度傳感器可以檢測微小運動，光電傳感器可以檢測心率狀況，然后內(nèi)部通過一定的算法計算來確定是處于清醒、淺度睡眠還是深度睡眠中。至于如何確定使用者的狀態(tài)，這就要依靠手環(huán)的預(yù)設(shè)參數(shù)了，手環(huán)都會預(yù)設(shè)幾個觸發(fā)條件，用以確定使用者是否進入睡眠狀態(tài)，當(dāng)手環(huán)的監(jiān)測數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)相匹配，那么手環(huán)就會判定使用者進入了相應(yīng)的模式。當(dāng)然，不同的手環(huán)由于硬件和軟件的差異會存在不同的監(jiān)測結(jié)果偏差。

03

心率監(jiān)測

心率監(jiān)測的原理在運動監(jiān)測一欄中已經(jīng)解釋過了，這里再單獨列出來是因為心率監(jiān)測的功能不止用在運動監(jiān)測范圍，還可用于對健康的持續(xù)關(guān)注，比如評估心肺健康狀況等。大家可以把心率的測量結(jié)果通過手機等移動設(shè)備分享給朋友，有些中老年人及慢性病高發(fā)人群也可以與家庭醫(yī)生分享數(shù)據(jù)，以幫助醫(yī)生更全面、持續(xù)的觀察病情。

04

體溫監(jiān)測

體溫監(jiān)測是通過溫度傳感器來實現(xiàn)的，它位于智能手環(huán)的背面，當(dāng)然通過內(nèi)外兩側(cè)的溫度感應(yīng)，可以獲得更加準(zhǔn)確的人體溫度值。具體工作原理是傳感器采集數(shù)據(jù)后傳給CPU進行處理，而后可將監(jiān)測到的手臂溫度在屏上顯示出來，同時還可作為進一步健康、生理周期等監(jiān)測的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，深挖智能手環(huán)健康監(jiān)測與保健功能。

05

血氧飽和度監(jiān)測

血氧飽和度是指血液中氧氣和血紅蛋白結(jié)合的容量占全部血紅蛋白容量的百分比，是呼吸循環(huán)的重要生理參數(shù)。血氧飽和度可以反映機體供氧狀況，健康人的血氧飽和度一般保持在95-100之間，當(dāng)血氧飽和度處于80-85的時候，視覺、認知能力就會發(fā)生變化，當(dāng)血氧飽和度處于75左右的時候你的身體狀況已經(jīng)非常危險了，需要馬上就醫(yī)。

隨著智能手環(huán)的智能程度的提升，為了更好地服務(wù)于運動愛好者們，有些廠家開始加入了血氧飽和度監(jiān)測功能。它的工作原理是通過優(yōu)化硬件光路和算法，多光源的融合，利用含氧血紅蛋白和脫氧血紅蛋白對特定光的反射吸收率不同的特點，進行信號提取、增強、噪聲抑制、算法處理等措施，計算出脈搏血氧飽和度。

06

震動喚醒 / 提醒

智能手環(huán)內(nèi)置震動組件，可以通過振動喚醒睡眠中的用戶。使用者可以在設(shè)置中挑選手環(huán)鬧鐘來激活震動喚醒功能，設(shè)定好時間然后保存，或是有重要事件也可設(shè)置提醒。這種喚醒或提醒方式相比于鬧鈴來說給人的體驗感會柔和很多，不易因被鬧鐘叫醒而產(chǎn)生心慌、心情低落等情緒，甚至影響記憶力、認知力和計算速度等。

而這個內(nèi)置震動組件就是微型振動馬達，它在接收到震動控制信號后會進入旋轉(zhuǎn)模式，套在馬達軸上的偏心塊也會被帶動旋轉(zhuǎn)起來，從而產(chǎn)生震動的效果。

07

膳食記錄

膳食記錄在一定程度上可以幫助用戶養(yǎng)成更科學(xué)的進食規(guī)律，而智能手環(huán)強大的軟件可以為用戶提供一個完善的食物庫。使用者可在用餐時添加食物圖片或拍照記錄所吃食物并挑選進食分量，隨后軟件將會展示所攝入食物包含的能量是多少，并最終統(tǒng)計出一天的能量攝取量。

08

其他

除了以上常見功能外，智能手環(huán)廠商還常會通過檢測脈搏傳導(dǎo)速率的方法，計算心電檢測和脈搏檢測的時間差來得到血壓信息；通過代謝熱整合法，檢測到代謝產(chǎn)生的熱量、血氧飽和度、血流速之后，計算出血糖濃度值等，這些對高血壓患者、糖尿病患者、孕婦這幾類人群檢測自己的身體數(shù)據(jù)都會有很大的幫助。

智能手環(huán)體驗對比榮耀5 vs 小米4 vs Fitbit Inspire HR我們?nèi)胧至巳钍忻嫔箱N量最好的智能手環(huán)，囊括了小米、華為和Fitbit（谷歌）三個品牌，話不多說，下面我們就來將我們特邀測評師的使用測評結(jié)果展示給大家。

01

榮耀5

（參考價格￥179）

榮耀5 | 圖源：華為官網(wǎng)

功能羅列：心率監(jiān)測、紅外佩戴檢測、血氧飽和度檢測、數(shù)字硅麥、十種鍛煉模式、續(xù)航能力15天（100mAh）、0.95英寸AMOLED屏幕（分辨率120×140）、睡眠監(jiān)測、5ATM級防水、支付寶支付、藍牙4.2、智能手機通知、可選NFC功能、與 Android和iOS的兼容性等。

體驗評價

優(yōu)點：血氧飽和度檢測更適合運動愛好者、易于閱讀和導(dǎo)航的彩色屏幕、手環(huán)主體不易丟失、充電方便（無需取下主體）、配套app廣告較少、性價比高。

缺點：監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性比小米稍高一些、沒有板載GPS、NFC僅適用于部分地區(qū)、華為生態(tài)局限性。

02

小米4

（參考價格￥169）

小米４| 圖源：小米4

功能羅列：心率監(jiān)測、電容式佩戴檢測、六種鍛煉模式、續(xù)航能力20天（135mAh）、0.95英寸AMOLED屏幕（分辨率120×140）、睡眠監(jiān)測、5ATM級防水、支付寶支付、藍牙5.0、智能手機通知、可聯(lián)動小愛同學(xué)等智能家居、可選NFC功能、與Android和iOS的兼容性等。

體驗評價

優(yōu)點：小米4相較于小米3有了很明顯的改進，除了更易于閱讀和導(dǎo)航的彩色屏幕外，還提供了令人滿意的跟蹤能力列表以及在此價位上難以找到的其他功能。

缺點：監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性低、沒有板載GPS、與小米3充電器不兼容、NFC僅適用于部分地區(qū)、主體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的容易丟失、充電便捷性差（需取下主體充電）、小米生態(tài)局限性、小米運動APP廣告過多。

03

Fitbit Inspire HR

（參考價格￥698）

Fitbit Inspire HR|圖源：Fitbit 功能羅列：心率監(jiān)測、15種運動模式、續(xù)航能力5天（46mAh）、連接GPS、睡眠追蹤、5ATM級防水、智能手機通知、單色灰度屏幕、與Android和iOS的兼容性。

體驗評價

優(yōu)點：小巧輕便、運動元素更強一些、手環(huán)主體不易丟失、磁吸式充電更便捷、相對國內(nèi)的智能手環(huán)，監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度上會好一些。

缺點：價格相對偏貴、續(xù)航能力相對較弱、屏幕顯示為單色、沒有高度計、沒有快速回復(fù)、沒有Fitbit Pay、在國內(nèi)的生態(tài)相對更窄。

智能手環(huán)硬件解決方案對比

1.原理圖框架對比

框架圖：榮耀5

框架圖：小米４

框架圖：Fitbit Inspire HR

一句話評論：從硬件的角度來說榮耀5和小米4兩款手環(huán)相差無幾，而Fitbit Inspire HR相比前面兩款在屏幕和觸發(fā)方面會有一些差別，相比之下Fitbit Inspire HR的屏幕款式更老一些。

2.主要器件對比

主要器件：榮耀5

主要器件：小米4

主要器件：Fitbit Inspire HR

一句話評論：從元器件組成的角度來說，F(xiàn)itbit Inspire HR沒有Flash芯片，因此在數(shù)據(jù)量方面不會太大，這與它功能較單一的特性相吻合。

寫在最后從市場的角度出發(fā)，過去的幾年中，智能手環(huán)遇到了需求瓶頸，有一大堆企業(yè)沒能熬過去。但在后浪推前浪的殘酷紅海中，智能手環(huán)全球銷量算是穩(wěn)步增長。Strategy Analytics分析師 Steven Waltzer 表示：到2020年，全球可穿戴設(shè)備出貨量將增長 30％。智能手表將占主導(dǎo)地位，而健身追蹤器將恢復(fù)增長。蘋果、小米、華為和Fitbit（谷歌）仍將是頂級可穿戴設(shè)備領(lǐng)導(dǎo)者。 從技術(shù)的角度出發(fā)，智能手環(huán)功能越來越多樣化，這是好消息，但是有一條壓倒性的壞消息是何時才能解決運動和健康測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性問題，它包括檢測準(zhǔn)確性和有能力自證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性兩點，畢竟這才是智能手環(huán)使用者和觀望者最迫切的希望。