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传感器技术在可穿戴智能设备中的应用分析

 目前上市的可穿戴设备是五花八门,都和传感技术有着紧密的联系。回顾人类信息技术的发展历程,经理了计算机时代、通讯时代,当前正在进入“感知时代”,传感技术发展日新月异,以智能手机等为代表的可穿戴智能设备需求也呈爆炸式增长。

  1 可穿戴智能设备中传感器介绍

  1.1 运动型传感器

  运动型传感器包括:陀螺仪、加速度计、压力传感器和磁力计。主要运用在手环等设备中,它们总体的主要功能是在智能设备中完成运动监测、导航和人机交互。通过运动型传感器随时随地记录和分析人体活动情况,用户就可以知道自己跑步的步数、骑车的距离、睡眠时间和能量的消耗。

  1.2 生物型传感器

  生物型传感器包括血糖传感器、血压传感器、心电传感器、体温传感器、脑电波传感器、肌电传感器等。主要用于医疗电子设备中,例如康康血压计等,利用生物传感器采集的人体信号,经过信号处理来完成健康预警和病情的监控功能。借助这些医疗智能设备,医生可以提高诊断水平,家人也可以与患者更好的进行沟通。

  1.3 环境传感器

  环境传感器包括温湿度传感器、紫外线传感器、颗粒物传感器、气体传感器、pH传感器、气压传感器等,可用于PM2.5便携式检测仪、AirWaves口罩、便携式个人综合环境监测终端等设备中,通过测试环境数据完成环境监测、天气预报和健康提醒。

  事实上,我们经常会处于一些对健康有危害的环境中,如空气污染、水污染、光污染、极端气候、电磁辐射等,更可怕的是我们常常处于这样的环境中而不自知,没有采取有效的防御措施,日久天长而引发各种慢性疾病,所以环境型传感器有巨大的市场开发潜力和应用价值。

  1.4 另类的传感器

  另类的传感器主要指电子皮肤、智能隐形眼镜和pH胶囊。电子皮肤是将传感器嵌入到了厚度小于人体头发直径的薄膜里,然后放在聚酯衬垫中,主要监控患者的心率、体温、肌肉活动和脑电波等生命特征,还能释放热量帮助伤口愈合。

  2 动物用可穿戴智能设备

  给动物佩戴智能设备,人们可以更好地了解动物的意图,使人与动物交流更加方便,也更加方便的完成对动物的管理。

  犬步计可以监测狗的运动量,进行健康管理,如果步数多,说明狗健康状态良好,否则可能预示狗生病了,及时就医。

  家禽流感监测仪集成了加速度计、热敏电阻和无线传输模块。目前该设备还处于推广阶段,相信不久的将来,在家禽养殖厂,该设备会随处可见。

  3 健康领域对可穿戴智能设备的需求分析

  健康与基因、生活习惯和生活环境息息相关。基因是遗传因素,我们无法改变;而生活习惯和生活环境是可以改变的,可穿戴智能设备可以来监测并且提醒用户,逃避对人体有害的环境或在有害的环境中采取相应的防御措施,以改善人体健康状况和提高人们的生活质量。

  可穿戴设备在中国健康医疗领域具有巨大的需求:

  (1)中国已经逐渐步入了老龄化社会,人力成本的上升是可穿戴设备在中国健康医疗领域具有巨大需求的基础。

  (2)由于生活节奏加快,人们不健康生活习惯导致慢性病年轻化,导致需求大。

  (3)中国人口基数大,就医难、看病难的现状,通过可穿戴设备进行个性化健康管理,减少就医次数可以缓解这个状况。

  (4)近年,中国环境污染严重,环境型的智能可穿戴智能设备具有很大的开发潜力和现实意义。

  4 市场概况及前景

  国际著名调查机构Visiongain指出,在未来5年可穿戴市场的发展,将如近年的智能手机和平板电脑的发展一样,引领相关科技企业新一轮的爆炸式增长,这些企业的收入前景也非常乐观。除了谷歌、苹果、三星之外,宏碁、英特尔、微软、LG都试水了这一领域,到2017年,可穿戴智能设备的年销量会从 1500万件增加到7000万件。

  从目前的发展情况看,市场已经接近引爆点。新兴的智能穿戴设备,为用户提供了更多想象空间,符合用户的“便携性”需求,极可能成为下一代主流电子终端产品。

  5 发展中的问题和建议

  可穿戴设备要想进入快速发展的通道,需要解决以下三个问题:(1)电池微型化技术亟待升级,信息交互的过程是高耗能的,要保证设备一次充电,工作时间足够长;(2)应用服务要有创新性和实用性,有好的体验感;(3)要满足用户对智能穿戴设备的期望,功能应用与用户的常规需求贴合度要高。

  6 结论

  可穿戴智能设备包括五大模块:处理器和存储器、电源、无线通信、传感器、执行器。其中,传感器是五大模块的中的创新要素,是人与物沟通的“芯”,开启“感知时代”的大门。得益于传感器的进化,有利于实现更精准的数据监测,让监测设备更好使用。在未来,只要不断进行传感器技术的创新,相信可穿戴设备的市场容量是无法估计的。

  来源:赛斯维传感器网


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