可穿戴设备的传感器技术

合集下载

可穿戴设备中的生物传感器应用研究

可穿戴设备中的生物传感器应用研究

可穿戴设备中的生物传感器应用研究一、简介随着科技的快速发展,可穿戴设备成为了人们的新宠儿。

可穿戴设备的概念最早源于健康监测,而最近几年人们对于健康的重视与科技的进步,使得可穿戴设备在生物传感器应用方面变得越来越重要。

生物传感在可穿戴设备中的应用是过去十年最激动人心的技术之一,极大地提高了人们生活的质量。

本文旨在探讨生物传感器在可穿戴设备中的应用研究,从智能手环、智能手表、智能衣物等方面进行分析。

二、智能手环中的生物传感器应用研究智能手环是一种基于传统手表和运动手环的智能设备,通过内置传感器监测用户的运动情况、心率、睡眠等数据。

其中,生物传感器是智能手环不可或缺的组成元素。

智能手环中的生物传感器可以通过光学、电学以及磁学等方式监测血氧饱和度等数据。

这些数据能够为用户提供更加准确、及时的健康服务,例如运动记录、健康监测以及失眠诊断等。

目前,市面上的智能手环一般都内置了心率监测功能,升级后亦可以监测血氧饱和度等生物指标。

在这样一个信息爆炸的时代,智能手环中的生物传感器让用户能够根据自己的生理表现,作出更好的健康选择。

三、智能手表中的生物传感器应用研究智能手表是一种全新类型的智能硬件,与人们的生活息息相关。

智能手表内置传感器,可以监测用户的步数、血氧饱和度等生物指标,同时还可以接入天气预报等多个功能,具有更为广泛的应用,更是给人们生活增添了无数便利。

生物传感器在智能手表中的应用,大大增加了智能手表的功能。

传感器可以随时随地监测用户的生理数据,提醒用户宜行走或静待,甚至是帮用户订餐或购物,力图为用户体验做出更大的优化。

智能手表中的生物传感器不仅提高了用户体验,而且在医学场景下具有应用潜力,可用于监测病人的生理指标。

四、智能衣服中的生物传感器应用研究智能衣物是一种让人类感应技术无处不在的嵌入式系统,可以穿上身去监测你的心率、体温以及呼吸等生理指标,尤其适合户外爱好者或者一些积极训练者。

智能衣物的应用主要是通过内置的传感器对用户进行连续监测,从而发现异常情况,例如持续性心率异常、体温异常、以及呼吸异常等。

可穿戴设备知识:物联网运动手环——更精确地采集运动数据

可穿戴设备知识:物联网运动手环——更精确地采集运动数据

可穿戴设备知识:物联网运动手环——更精确地采集运动数据随着物联网技术的不断发展,越来越多的可穿戴设备开始走进我们的生活。

其中,运动手环作为一种智能穿戴设备,已经受到了越来越多的人的青睐。

不仅可以跟踪我们的运动数据,还能够对睡眠、心率等方面进行监测和分析。

本文将着重介绍运动手环的数据采集技术,以及该技术的优势和应用。

一、数据采集技术1.传感器技术运动手环内部集成了多个传感器,包括加速度传感器、陀螺仪和磁力计等。

加速度传感器可以检测运动时手腕的加速度和方向,从而判断运动的类型和强度。

陀螺仪可以检测手腕的旋转和倾斜,辅助判断手腕的运动状态。

磁力计可以检测手腕的方向和位置,帮助运动手环判断手腕的位置和运动轨迹。

2.数据算法技术除了传感器技术,运动手环还需要利用数据算法技术来对采集到的数据进行处理和分析。

比如,可以使用机器学习算法对运动数据进行分类和识别,自动判断用户当前的运动状态和运动类型,从而更加准确地记录运动数据。

此外,还可以使用时间序列分析算法来分析运动数据的趋势和特点,帮助用户更好地了解自己的运动状况。

二、数据采集技术的优势1.更加准确地记录运动数据利用传感器技术和数据算法技术,运动手环可以更加准确地记录用户的运动数据。

与传统的计步器相比,运动手环可以更加清晰地记录用户的运动类型、强度和时长等运动数据,并且可以提供更加详细的数据分析报告。

这些数据分析报告可以帮助用户更好地了解自己的运动状况,进一步优化自己的运动计划和健身目标。

2.提供更加全面的健康监测功能运动手环不仅可以记录运动数据,还可以监测用户的睡眠、心率和血压等健康指标。

通过长期监测用户的健康状况,运动手环可以及时提醒用户注意自己的健康问题,并提供科学的健康建议和方案。

3.满足个性化健身需求运动手环设计了多种运动模式,可以根据用户的个性化健身需求进行调整。

比如,可以设置不同的运动目标、提醒时间和运动模式等,满足用户的不同健身需求。

此外,运动手环还可以与其他健身应用相配合,实现更加综合的健身检测和分析。

可穿戴设备技术的原理和应用

可穿戴设备技术的原理和应用

可穿戴设备技术的原理和应用一、可穿戴设备技术的原理可穿戴设备是指能够戴在身上并与人体进行实时交互的技术设备。

可穿戴设备的原理主要是基于传感器技术,通过对身体行为、生理状态和环境信息的感知和分析,利用智能算法进行数据处理和分析,最终实现可穿戴设备的功能。

1. 传感器技术传感器是可穿戴设备的核心技术,它能够感知和采集人体和环境信息,如心率、体温、步数、位置等。

目前主要应用的传感器技术包括加速度计、陀螺仪、心率传感器、压力传感器等。

2. 智能算法智能算法是可穿戴设备的另一个关键技术,其主要作用是对传感器采集到的数据进行分析和处理,得出相关结论。

其中包括机器学习、深度学习、人工智能等技术。

3. 数据处理数据处理是可穿戴设备的一个重要环节,其主要作用是对传感器采集到的原始数据进行处理和转换,再通过智能算法得出有意义的结论。

同时,数据处理也可以通过升级算法模型提升设备的性能。

二、可穿戴设备技术的应用可穿戴设备技术已经在许多领域得到广泛应用,包括健康医疗、运动健身、物联网等。

1. 健康医疗在健康医疗领域,可穿戴设备主要用于监测人体健康状况。

例如,智能手环可以记录心率、步数、卡路里消耗等信息,帮助人们了解自己的健康状态,预防疾病。

智能手表则可以监测血压、血氧等生理指标,提醒用户及时就医。

2. 运动健身在运动健身领域,可穿戴设备可以帮助用户更好地把握自己的训练效果。

例如,智能手环可以记录运动时间、消耗热量和运动路线,为用户提供更精准的健身数据。

而智能鞋垫则可以记录跑步姿态和脚底压力,帮助用户科学地进行运动。

3. 物联网在物联网领域,可穿戴设备可以扮演物联网节点的角色,与其他设备进行有机连接。

例如,人体穿戴的传感器可以采集环境数据,如温度、湿度、光线等,并将数据上传到云端进行处理。

同时,可穿戴设备也可以被用作支付手段、门禁认证等多个领域。

三、可穿戴设备技术的未来可穿戴设备技术将会成为人们日常生活中不可或缺的一部分,未来的可穿戴设备会变得越来越智能和便携,同时更加符合人体工学原理。

智能穿戴设备中的可穿戴传感器技术使用技巧

智能穿戴设备中的可穿戴传感器技术使用技巧

智能穿戴设备中的可穿戴传感器技术使用技巧随着科技的不断进步,智能穿戴设备成为现代人生活中的重要组成部分。

智能手表、智能眼镜、智能耳机等产品逐渐走进人们的日常生活,这些设备都依赖于先进的可穿戴传感器技术。

本文将介绍智能穿戴设备中的可穿戴传感器技术使用的一些技巧。

首先,了解不同传感器的功能和使用场景是使用可穿戴传感器的关键。

在智能穿戴设备中常见的传感器包括加速度计、陀螺仪、心率传感器等。

加速度计可以测量设备在三个轴上的加速度,为设备提供角度和位置信息。

陀螺仪可以测量设备的角速度和旋转方向。

心率传感器可以监测用户的心率变化。

了解每个传感器的功能和使用场景可以帮助用户更好地利用智能穿戴设备的功能。

其次,可穿戴传感器技术的准确性是使用的关键。

在选择智能穿戴设备时,用户应该关注产品的传感器准确性。

传感器准确性的高低直接决定了数据的真实性和有效性。

较好的可穿戴传感器技术可以提供更准确的运动跟踪、心率监测等功能,帮助用户更好地了解自己的健康状况和运动表现。

再次,合理使用智能穿戴设备中的可穿戴传感器技术可以提高用户的生活质量。

用户可以根据自己的需求和兴趣选择合适的传感器功能。

例如,喜欢户外运动的人可以选择带有GPS功能的智能手表,以便记录跑步、骑行等活动的轨迹和里程。

心率传感器可以帮助用户监测训练的强度和效果,以及保证运动的安全性。

适当使用这些可穿戴传感器技术可以帮助用户更好地管理自己的健康和运动。

此外,合理的数据分析和使用也是使用可穿戴传感器技术的关键。

智能穿戴设备通过可穿戴传感器技术可以收集大量的数据,包括运动记录、心率变化、睡眠情况等。

用户可以通过手机应用或电脑软件对这些数据进行分析,了解自己的生活习惯和健康状况,从而采取相应的措施进行改善。

同时,合理使用数据还可以帮助医生或健康专家进行诊断和治疗。

最后,保护个人隐私是使用可穿戴传感器技术时需注意的问题。

智能穿戴设备中的传感器技术可以实现用户行为的追踪和记录,包括运动轨迹、心率变化等。

可穿戴设备的技术和使用场景

可穿戴设备的技术和使用场景

可穿戴设备的技术和使用场景随着科技的进步和人们对健康生活的追求,可穿戴设备已经成为当今科技和健康市场的热点。

本文将从技术和使用场景两个方面探讨可穿戴设备的发展现状及未来趋势。

一、可穿戴设备的技术1. 传感器技术可穿戴设备的传感器技术是其最核心的技术之一。

传感器技术能够感知周围的环境,捕捉用户的动作和生理数据,从而实现对用户状态的监测和记录。

常见的传感器技术包括加速度计、陀螺仪、心率传感器等。

加速度计可以感知身体的动作和姿态,陀螺仪可以进行空间定向。

心率传感器可以实时监测用户的心率和心率变化趋势。

除此之外,温度传感器、血压传感器、血氧传感器等也成为可穿戴设备的新型传感器技术,强化了对人体健康数据的监测和分析。

2. 硬件技术可穿戴设备的硬件技术包括芯片、处理器、电池等。

这些技术直接关系到设备性能,如运行速度、电池续航等。

当前市面上的可穿戴设备,其处理器多为ARM架构,芯片采用一些常见的智能硬件芯片,如Nordic nRF 系列、DialogDA1458x 系列等。

电池方面,则采用了锂离子电池、聚合物锂电池、太阳能电池等。

近年来,可穿戴设备的芯片和处理器逐渐升级,逐渐向人工智能和机器学习方向发展,可以对用户的数据进行更深层次的分析和挖掘。

3. 软件技术软件技术是可穿戴设备的重要支撑,通过软件与硬件的结合,可穿戴设备可以提供更全面、直观的数据服务。

目前,市面上的可穿戴设备软件主要有APP应用与互联网服务两方面。

APP应用通过蓝牙与可穿戴设备连接,可以实现健康数据的上传和管理,以及设备的远程控制和管理。

互联网服务则是通过云服务将传感器采集到的健康数据上传到互联网平台,从而实现用户的数据分析和健康管理。

未来,随着软件技术的不断升级,可穿戴设备将会越来越多地实现与智能城市和智能家居的智能联接。

二、可穿戴设备的使用场景1. 健康管理可穿戴设备最主要的应用场景是健康管理。

通过可穿戴设备硬件技术的多样化和传感器技术、软件技术的共同作用,可以实时检测和记录用户的运动、心率、睡眠等健康数据,从而帮助用户制定科学的运动方案和生活规律。

可穿戴健康设备的技术进展

可穿戴健康设备的技术进展

可穿戴健康设备的技术进展在当今科技飞速发展的时代,可穿戴健康设备正逐渐成为我们日常生活中不可或缺的一部分。

从简单的计步手环到能够实时监测多种生理指标的智能手表,这些设备的技术不断取得突破,为我们的健康管理带来了前所未有的便利。

可穿戴健康设备的核心技术之一是传感器技术。

过去,传感器的精度和可靠性往往受到限制,只能提供较为粗略的数据。

但如今,随着微电子机械系统(MEMS)技术的发展,传感器变得越来越小巧、灵敏且精确。

例如,加速度传感器和陀螺仪可以更准确地记录运动数据,如步数、跑步距离和运动轨迹。

而压力传感器和光学传感器则能够实时监测心率、血压和血氧饱和度等重要生理指标。

这些高精度的传感器使得可穿戴设备能够为用户提供更具参考价值的健康信息。

除了传感器技术,低功耗蓝牙技术也是可穿戴健康设备的关键。

它使得设备能够与智能手机或其他终端设备进行稳定、高效的数据传输。

用户可以将设备采集到的数据同步到手机应用程序中,进行更深入的分析和长期的跟踪。

同时,低功耗蓝牙技术还降低了设备的能耗,延长了电池续航时间,使用户无需频繁充电,从而提高了使用的便利性。

在数据处理和分析方面,也有了显著的进步。

早期的可穿戴设备大多只能简单地存储和展示数据,而现在,借助强大的云计算和人工智能算法,设备能够对采集到的数据进行实时分析和解读。

例如,通过分析心率变异性,判断用户的压力水平和睡眠质量;根据运动数据和生理指标,为用户提供个性化的运动建议和健康管理方案。

而且,这些设备还能识别异常数据,并及时向用户发出预警,提醒他们关注潜在的健康问题。

电池技术的发展同样为可穿戴健康设备带来了突破。

传统的锂电池容量有限,限制了设备的使用时间。

而新型的固态电池和超级电容器具有更高的能量密度和更快的充电速度,大大提高了设备的续航能力。

此外,一些研究团队还在探索利用人体运动产生的能量或环境中的能量(如太阳能、热能)为设备充电,进一步解决了电池续航的问题。

可穿戴健康设备的材料也在不断创新。

可穿戴设备技术与应用

可穿戴设备技术与应用

可穿戴设备技术与应用随着科技的不断进步,可穿戴设备已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。

从最早的手表、耳机等到现在包括智能手环、智能手表、智能眼镜、智能鞋等各种形态的可穿戴设备,其涉及的领域也从最初的健身追踪向智能化、便捷化、时尚化方向发展。

一、可穿戴设备技术1. 传感器技术在可穿戴设备中,传感器技术尤为重要。

传感器技术能够实现对于人体生理数据的实时采集与监控,为健康管理提供大量的数据支持。

2. 智能识别技术智能识别技术是指通过某种技术手段,让可穿戴设备能够对环境、用户行为、身体状态等进行快速计算、识别和分析。

3. 数据处理技术可穿戴设备中所涉及的数据处理技术需要对采集到的数据进行分析和筛选,筛选出质量较高、数据有效和具有参考价值的数据。

二、可穿戴设备应用1. 健康监测可穿戴设备能够在用户正常日常的活动中自动采集实时数据,如心率、血压、睡眠、运动等生理指标,从而提供更加有效的健康分析和建议。

2. 运动健身可穿戴设备能够帮助用户监测运动数量、频率、心率、燃烧的卡路里量等,使人们掌握运动情况,并为用户提供科学建议。

3. 智能家居可穿戴设备能够呈现出智能家居的最优方案,智能设备连接网络,从而能够更加方便地控制灯光、温度、通风和其他安全保护设备。

4. 消费场景通过可穿戴设备的应用,购物和支付变得更加方便。

谷歌眼镜能够扫描条形码和二维码,进行支付和购物,极大地提高了消费便利性。

三、可穿戴设备的发展前景未来,可穿戴设备的发展将更加多样化。

从智能手表到智能眼镜、智能鞋等,在不断出现各种新兴产品的同时,可穿戴设备的技术水平也将不断提升,进入一个飞速发展的时代。

同时,随着可穿戴设备的广泛应用,对数据隐私和安全等问题的关注度也日益提高。

未来随着人们对隐私和安全需求的不断提升,可穿戴设备将不仅是一种消费品,更应该是一种可信任的助理。

总之,可穿戴设备作为科技和智能的一种融合,已经深深地融入到人们的生活中,凭借着其智能化、便捷化的特点,为人们的生活和健康管理带来了革命性的变革。

可穿戴智能设备的设计与实现

可穿戴智能设备的设计与实现

可穿戴智能设备的设计与实现随着科技的不断进步,可穿戴智能设备已经成为一个热门话题。

从智能手表到智能眼镜,从智能鞋子到智能服装,这些设备正在改变人们的生活方式和工作方式,同时也影响着科技行业的未来发展。

本文将探讨可穿戴智能设备的设计和实现,包括技术要素、用户需求以及智能化交互等方面的内容。

一、技术要素1.传感器技术可穿戴智能设备是基于传感器技术的,能够通过传感器对外部环境进行感知,例如GPS传感器、加速度传感器以及心率传感器等。

这些传感器可以获取到有用的数据,并进行分析,将分析结果反馈给用户。

通过传感器技术,可穿戴智能设备可以实现定位导航、健康监测和运动跟踪等功能。

2.计算能力可穿戴智能设备需要具备一定的计算能力。

例如,智能手表和智能眼镜需要能够处理复杂的算法和图像。

因此,这些设备需要内置一定的处理器和存储器等硬件,以及相关的软件算法和驱动程序等。

3.能源管理可穿戴智能设备通常由电池供电,因此能源管理是一个关键的问题。

设备需要具有节能功能,以延长电池寿命,同时也需要提供一个有效的充电方案。

一些设备还支持无线充电,这将为用户提供更加便捷的充电方式。

二、用户需求1.个性化设计可穿戴智能设备需要根据不同的用户需求进行个性化设计。

例如,智能手表需要提供不同的表盘和手表带设计,以符合用户的个性化需求。

同时,设备还需要提供可自定义的主题和图标等功能,以增加用户的使用体验。

2.无需手动操作可穿戴智能设备需要提供无需手动操作的功能,以避免用户在使用过程中的不便。

例如,智能眼镜可以通过语音识别和手势控制等方式进行操作,而无需用户手动操作。

3.智能化交互可穿戴智能设备需要提供智能化的交互方式,以便于用户与设备进行沟通和交流。

例如,设备可以通过语音识别、手势识别和面部识别等技术进行智能化交互。

这些技术可以有效地提高用户的使用体验和便利性。

三、智能化交互1.语音识别语音识别是可穿戴智能设备智能化交互的重要技术之一。

用户可以通过说话的方式进行操作,如说出“打电话”、“发送信息”等指令实现相应的操作。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

基于传感器技术在可穿戴设备中的应用研究(机械工程学院机械三班张志忠 89)摘要:可穿戴设备是一种可以安装在人、动物和物品上,并能感知、传递和处理信息的计算设备,传感器是可穿戴设备的核心器件,可穿戴设备中的传感器是人类感官的延伸,增强了人类“第六感”功能。

随着生物科技的发展,以及传感器小微型化与智能化方向的发展,可穿戴设备也许将会进化成植入人体的智能设备。

传感器简介传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。

它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。

通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

可穿戴等智能终端设备应用2013年是可穿戴设备元年,谷歌、三星、苹果、微软等科技界的佼佼者都有计划或已推出可穿戴设备。

“互联网女皇”玛丽•米克尔也在《互联网报告2013版》中强调了可穿戴设备的增长潜力,认为这是下一个热门领域。

目前上市的可穿戴设备五花八门,从智能眼镜到智能手表,从智能服装到智能鞋子,从高尔夫手套到拳击手套,但都和传感器技术有着千丝万缕的联系。

回顾信息技术发展历程,人类经历了计算时代、通讯时代,当前正步入“感知时代”,以智能手机、可穿戴设备为代表的智能终端促使传感器需求呈现爆发式增长。

随着传感器集成性,功能性和智能化的提升,可穿戴设备已经不仅仅局限在人体的具体部位,而是在向全身布局,使其除了信息交互和通信,更具有了医疗意义,甚至具备了外部环境,建筑等数据的收集,监控和传输服务。

可穿戴设备的主要应用领域包括:以血糖、血压和心率监测为代表的医疗领域,以运动监测为代表的保健领域,以信息娱乐为代表的消费领域,以数据采集和显示为代表的工业和军事领域。

IMS研究指出,保健和医疗领域的可穿戴设备占据今年60%市场份额,未来的份额可能会进一步提升。

可穿戴设备中的传感器分类可穿戴设备中的传感器根据功能可以分为以下几类:一、运动传感器包括加速度传感器、陀螺仪、地磁传感器或者说电子罗盘传感器、大气压传感器(通过测量大气压力可以计算出海拔高度)等。

这些传感器主要实现的功能有运动探测、导航、娱乐、人机交互等,其中电子罗盘传感器可以用于测量方向,实现或辅助导航。

国内传感器公司有美新半导体、明皜传感、矽睿科技、深迪半导体、士兰微电子、敏芯微电子等。

生命在于运动,运动是生命中不可或缺的重要组成部分。

因此,通过运动传感器随时随地测量、记录和分析人体的活动情况具有重大价值,用户可以知道跑步步数、游泳圈数、骑车距离、能量消耗和睡眠时间,甚至分析睡眠质量等二、生物传感器包括血糖传感器、血压传感器、心电传感器、肌电传感器、体温传感器、脑电波传感器等,这些传感器主要实现的功能包括健康和医疗监控、娱乐等。

国内的此类传感器公司有神念科技、敏芯微电子、芯敏微系统、纳芯微电子等。

借助可穿戴技术中应用的这些传感器,可以实现健康预警、病情监控等,医生可以借此提高诊断水平,家人也可以与患者进行更好的沟通。

其中血压监测仪是通过传感器来检测人体动脉血管壁震动引起的袖带压力微小变化,最常用的方法是振荡法,其基本原理是利用捆绑在手臂上的袖带,通过充气泵向袖带充气,以阻断血管中脉动的传播,达到一定压力(一般为124~316kPa)后开始放气,当气压到一定程度,血流就能通过血管,且有一定量振荡波,逐渐放气,振荡波愈来愈大,再放气,由于袖带与手臂的接触越来越松,因此,压力传感器所检测到的压力及波动则越来越小,压力传感器就能实时检测到袖带内的压力及波动。

而振荡波通过气管传播到机器里的压力传感器,经过相应的放大、滤波电路、模拟/数字信号转换、中央处理器控制等处理环节,将通过袖带传递到气路中的脉动信号和压力信号转换成数字信号,然后经过进一步处理,得出血压的收缩压、舒张压、平均压等数据。

这种动态血压监测仪可通过蓝牙、USB连接到移动设备上,将数据上传至医护人员,平时被使用者穿在外面,提供24小时的血压监控。

可穿戴式血氧饱和度监测仪则采用数字/模拟信号转换控制LED双光源交替发光,以光频转换接收头为传感器,将光强信号转换为频率信号,直接送入单片机采集。

根据反射式原理计算得到结果,再以无线信号发送数据。

有些血氧饱和度监测仪还针对动态环境下获取的干扰进行消除计算处理,使得血氧饱和度数据更加精确。

三、环境传感器包括温湿度传感器、气体传感器、pH传感器、紫外线传感器、环境光传感器、颗粒物传感器或者说粉尘传感器、气压传感器、麦克风等,这传感器主要实现环境监测、天气预报、健康提醒等功能。

国内传感器公司有康森斯克电子、炜盛电子、艾谱科微电子、芯晨科技、敏芯微电子、芯奥微传感当今世界,人们经常会处于一些对健康有威胁的环境中,比如空气/水污染、噪音/光污染、电磁辐射、极端气候等。

更可怕的是,很多时候我们处身于这样的环境中却浑然不知,如污染,从而引发各种慢性疾病。

利用此类的传感器的穿戴产品可以实现环境监控,守护健康,让我们减少或减轻恶劣环境的影响。

可穿戴设备传感器原理可穿戴设备是一种可以安装在人、动物和物品上,并能感知、传递和处理信息的计算设备,传感器是可穿戴设备的核心器件,可穿戴设备中的传感器是人类感官的延伸,增强了人类“第六感”功能。

随着生物科技的发展,以及传感器小微型化与智能化方向的发展,可穿戴设备也许将会进化成植入人体的智能设备。

皮肤之外的皮肤:在上述各种令人耳目一新的可穿戴式设备中,都有一个关键装置——传感器。

它可以感受外界情况的变化,比如冷暖、快慢,并作出相应的反应,就像我们的皮肤一样。

传感器根据各自原理,可分为压阻式传感器、压容式传感器、压电式传感器等。

而传感器与纺织技术结合后发展成为电子织物技术,其中用得较多的是压电式传感器和光纤。

普通传感器如电阻或电容传感器的性能受材料(或结构)力学滞后性和电滞后性影响,与电线或相关传感器相比,光纤不仅不生热,而且对电磁辐射不敏感,不受放电现象影响,所以应用更为广泛。

续航传感器由电池供电的可穿戴设备的目标是,利用一个小体积电池在不充电的情况下长时间运行。

要实现这一点,需要使用节能技术。

嵌入可穿戴设备的MCU通常可以支持多种低功率模式,也就是说,设备可以自动进入闲置状态。

但从低功率模式转换到活跃模式需要消耗一定的电能。

这要求可穿戴设备降低模式转换频率。

然而,可穿戴设备中嵌入的传感器数量正在不断增加,因而微控制器需要更加频繁地响应传感器,每次响应时均需要进行一次模式转换。

东芝开发的这项技术将以固定时间间隔获取数据的多个传感器的独立数据采集聚集在一起,从而降低了模式转换频率。

这样可以减少模式转换次数,因而降低了模式转换功耗。

另一方面,如果聚集作用导致数据采集出现关键性失效,那么就会对应用程序的功能(比如活动监视器中的阶梯测量或行为分析)产生重大的负面影响。

东芝已经开发了一种通过优化数据采集时间来减少失效率的聚集方法。

东芝在未来数年内将继续研究这项技术,以期实现实际的应用,为可穿戴设备提供一个超低功耗平台新型薄膜传感器能贴在肌肤上的可穿戴式传感器,由东京大学工学系研究科教授染谷隆夫等人开发成功注1该传感器为薄膜状,单位面积的重量只有3g/m2据称,重量只有普通纸张的1/27左右。

而且,厚度也只有2μm。

染谷等人于10年前的2003年开发出了可在机器人的人工皮肤上使用的薄型传感器薄膜,但其厚度为2mm。

通过将厚度减至1/1000,传感器变得柔软可弯曲,还能贴在人体上使用。

由于又轻又薄,可以减轻贴在皮肤上的不适感,因此染谷等人希望能将其用作可持续计测人体信息的医疗及健康用传感器。

其他新型传感器及接口技术皮电反应传感器是一种更高级的生物传感器,通常配备在一些可以监测汗水水平的设备上。

简单来说,人类的皮肤是一种导电体,当我们开始出汗,皮电反应传感器便可以检测出汗水率,配合加速度计及先进的软件算法,有利于更准确地监测用户的运动水平。

环境光及紫外线传感器环境光传感器模拟人类眼镜对光线的敏感度,可以根据周围光线的明暗来判断时间,并有效节省运动监测设备的电力消耗。

而紫外线传感器则可监测到光线中的紫外线指数,实现防晒提醒操作。

生物电阻抗传感器,Jawbone的新款UP3运动手环,配备了更先进的生物电阻抗传感器,可通过生物肌体自身阻抗来实现血液流动监测,并转化为具体的心率呼吸率及皮电反应指数,是一种更先进的综合生物传感器,准确性也相对更高。

传感器对接口电路也提出了新要求。

传感器趋向更小尺寸及更低能耗,同时需要采用定制的传感器接口专用集成电路(ASIC)。

例如,传感器可能要求高压偏置,同时产生极低电平的信号,传感器接口ASIC能够集成高压及低压电路,降低复杂度,优于采用分立器件方案。

同时,传感器接口ASIC方案可提供高度的信号通道隔离及低噪声,非常适合传感器应用需要。

总结。

显然,得益于传感器的进化,有利于实现更精准的身体数据监测,让运动监测设备们变得更好用。

在未来,这些传感器配合更先进的软件算法,有可能帮助我们获得更准确的监测数据,甚至能够分享到医疗机构,帮助我们预防疾病。

可穿戴设备的本质就是传感器,来的新硬件将需要和软件结合,以软硬结合的方式创造新型的数据监控服务比如与智能手机结合形成一整套个人数据监测服务,与智能家居结合形成远程监控家居方案,与电动汽车结合形成汽车遥控检测系统,与健康设备结合形成私人健康数据收集、监控、传输服务。

而在这些领域,才是智能传感器和可穿戴设备发挥想象力的地方。

参考文献。

相关文档
最新文档