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一次为可穿戴设备提供一项功能

    我们生活在一个由传感技术和智能设备主导的互联世界。每个人都在努力攀登品牌和消费者之间的连接阶梯,以拥有当今市场上最有用和最直观的产品。根据皮尤研究中心的数据,最流行的智能设备之一是可穿戴设备,五分之一的美国人拥有可穿戴设备。可穿戴设备正在改变消费者交流、监控和共享信息的方式——它们正在成为推动我们共同生活的这个“互联世界”的关键推动者。
物联网
 
    尽管出现了令人鼓舞的迹象,但整体可穿戴市场并没有像分析师预测的那样实现强劲的市场增长。爱立信透露,大约十分之一的用户表示他们不再使用可穿戴设备,其中三分之一的用户在购买后的几周内就放弃了。这背后的原因是消费者并不真正知道他们想要什么。无论是出于健康还是生活方式的目的,消费者都会将可穿戴设备作为一种尝试,然后如果他们对连接设备的有限功能不满意,就会迅速将其扔到一边。
 
    品牌没有花时间去满足消费者的需求,而是将产品推向市场,以确定哪种类型的功能是有益的和适销对路的。美国最大的跨国技术和电子商务公司之一最近宣布了一份包含六种不同智能可穿戴产品的目录。根据早期的反馈,研究人员得出结论,由于消费者的研究兴趣,只有一种产品可以投放市场。全球品牌显然正在努力生产能够在市场上立足的可穿戴设备。
 
    COVID-19大流行也对可穿戴设备市场产生了强制作用。Gartner最近透露了2020年可穿戴设备市场如何见证健康可穿戴设备的短暂飙升,从而导致消费者和供应商似乎都认同以健康为中心的可穿戴设备的价值。
 
    越来越清楚的是,利基产品不能满足消费者的需求。消费者希望设备具有多种功能,通常被认为是“一体式”可穿戴设备的赢家。但要进一步开发这些一体式可穿戴设备的市场,还需要更多功能。将更多耗能传感器装入设备中,这反过来又会导致功率成为限制因素。
 
    感知可穿戴需求
 
    IDC估计,到2025年,全球将有超过550亿台联网设备。从这个角度来看,这相当于地球上每个人都拥有七台或更多联网设备。从有助于实现更健康生活方式的消费者可穿戴设备到有助于确定患者生命体征的医疗可穿戴设备,传感组件迅速发展以帮助将这些可穿戴技术带入生活,为用户提供安全感、生产力和健康激励。整体设计必须具有正确的外形尺寸,并且便于携带和使用。该设计的核心是嵌入式传感器。
 
    这些嵌入式传感器可实现人与设备之间的复杂交互,有助于增强用户体验,使与智能技术的日常交互更加自然,并且似乎我们周围的设备直观地了解我们希望它们做什么。最重要的是,这些传感器为佩戴者提供了真正的好处。用于连接设备的嵌入式传感器技术的关键要求包括小尺寸、低功耗以及整体易于“佩戴”以增加舒适度和功能性。小型、节能的传感器提供了一种复杂的方式来跟踪一个人的健康、身体活动和锻炼情况;射频组件可确保最佳连接和位置确定;无线充电让日常生活变得更加轻松,设备几乎就像在“给自己充电”一样。
 
    传感器技术的基本价值在于,通过人与传感设备之间无缝、自然的交互,让我们的生活更加便利。用户可以专注于生活中更重要的事情。随着可穿戴行业的不断发展,将需要更准确、紧凑和可靠的传感技术,以实现可穿戴设备的长期功能。
 
    功能迎接挑战
 
    消费者想要一个“一体式”智能设备,而今天的可穿戴设备正朝着这个方向发展。发短信、打电话、计时和重要监控正在慢慢成为当今可穿戴设备的标准。
 
    然而,阻止采用“新标准”是可穿戴电池寿命和电源管理结构的问题。从本质上讲,很难将具有各种功能的多个传感器压缩到一个轻薄、小巧和轻便的设备中。随着每项新增功能的增加,小型设备的电源管理变得越来越具有挑战性。解决效率问题的方法包括:
 
    1.通过LoRa、NB-IoT等无线传输数据。
 
    2.将高功率功能卸载到低功耗蓝牙(BLE)等解决方案
 
    3.选择高效的微控制器(MCU)进行电源管理,以最大限度地降低功耗——尤其是当设备处于非活动状态
 
    4.使用针式充电或无线充电代替USB插入式连接
 
    5.推进整体传感器技术
 
    无线电源在智能事物的多方面世界中变得越来越不可或缺,设计人员需要具有更低损耗率、更强大性能和更高线性度的高度集成的半导体解决方案。
 
    升压电池技术
 
    电池寿命是当今可穿戴技术的最大痛点之一。智能可穿戴设备需要有效的电源管理才能同时运行许多不同的功能。消费者需要既耐用又易于充电的电池。虽然当今大多数可穿戴设备使用锂离子(Li-ion)或锂离子聚合物(Li-poly)电池,但这些传统电池仅适用于需要简单传感器和低功率能力的基本单功能可穿戴设备。他们无法满足向单个设备添加更多功能的需求。
 
    无论可穿戴设备中嵌入哪种电池,最终都需要更换或充电。半导体公司正在通过设计专门用于可穿戴设备的电池管理技术来满足对新电池替代品的需求。正在评估的一种替代新电池技术的解决方案是通过摩擦充电在用户身上收集可穿戴电池本身的能量。
 
    安全性如何?
 
    从跟踪健康和位置详细信息到收集个人和非接触式支付信息,如今的可穿戴设备正被用于我们曾经依赖智能手机完成的各种日常任务。可穿戴设备越来越多地收集敏感的用户数据,将安全问题带到了最前沿——即物联网安全。
 
    诺基亚2020年威胁情报报告报告称,物联网感染的份额在2020年增加了100%,物联网设备现在占观察到的受感染设备总数的32.7%。由于可穿戴设备是用户智能手机的延伸,如果没有适当保护,这两种设备都会对用户和连接的无线网络构成重大安全风险。如果移动设备或智能手表连接到公共网络,如果安全基础设施不是最新的,它可能会暴露有价值的信息。它可能是黑客的大门。
 
    目前,由于可穿戴设备的外形尺寸小,因此在可穿戴设备中可以使用哪些安全措施存在限制。为了提高安全性,制造商正在添加两因素身份验证、面部识别、生命感应和指纹感应,以彻底保护可穿戴设备。安全、可靠和无缝的高价值半导体组件将推动物联网安全进入一个不显眼的互联世界。
 
    物联网连接未来
 
    可穿戴设备将加速数字世界和物理世界的融合。普华永道指出,“可穿戴技术对企业的影响才刚刚开始”,半导体公司将通过为日益多样化的物联网应用提供更多种类的高价值半导体电路来引领企业发展。随着越来越多的智能技术(如人工智能)变得可用并集成到可穿戴设备中,连接设备将天生变得更加直观,引领我们进入一个世界,我们的设备可以更好地照顾我们,而我们不必太担心它们。

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