可穿戴設(shè)備的終極目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)持續(xù)的監(jiān)測(cè)。這意味著需要找到一種可為設(shè)備供電,但又無需卸下進(jìn)行充電(或更換電池)的方法。兩個(gè)顯而易見的方法是能量采集和無線充電。
對(duì)于能量采集,最有潛力的候選技術(shù)是光伏電池和采集雜散RF信號(hào)。振動(dòng)能量采集及熱電發(fā)電也是可能的,但由于人類動(dòng)作的頻率及人體四周的溫差是有限的,這意味著其潛力非常有限。有些制造商已經(jīng)開始研究能量采集在可穿戴設(shè)備中的應(yīng)用,例如Misfit與Swarovski開展合作,開發(fā)并生產(chǎn)出了通過太陽能供電的健康監(jiān)測(cè)首飾。然而,由于我們對(duì)可穿戴設(shè)備的功能要求不斷增加,能量采集似乎很難成為始終開啟的可穿戴設(shè)備的唯一電源,而有可能充當(dāng)輔助電源,幫助延長(zhǎng)主電池的續(xù)航時(shí)間。
無線充電則更有潛力成為主電源。由于可穿戴設(shè)備需要穿戴在身上,所以最有前途的選項(xiàng)是松散耦合無線充電,其中RF信號(hào)在一個(gè)延伸的區(qū)域內(nèi)向多個(gè)獨(dú)立設(shè)備供電,類似于Wi-Fi系統(tǒng)以無線方式將多個(gè)設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)相連。
圖3:松散耦合無線充電能夠支持開發(fā)無需摘下的可穿戴設(shè)備。
要想使無線充電真正成為始終開啟的可穿戴設(shè)備的主電源,則需對(duì)充電基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行重大投資。Wi-Fi可作為樣板;充電系統(tǒng)可安裝在家中和工作場(chǎng)所,而咖啡店、機(jī)場(chǎng)、酒店等可通過為顧客創(chuàng)建更大的“充電熱點(diǎn)”使其比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更有優(yōu)勢(shì)。
可穿戴設(shè)備外形
可穿戴設(shè)備制造商面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)是,將所有這些功能塞進(jìn)人們要連續(xù)穿戴很長(zhǎng)時(shí)間的設(shè)備中。不同的人對(duì)可穿戴設(shè)備的外觀偏好有所不同,有的人喜歡時(shí)尚些,而有的人喜歡低調(diào)些。
目前,最常見的可穿戴設(shè)備外形是手環(huán)和智能手表。市場(chǎng)調(diào)研公司Forrester的初步市場(chǎng)研究表明,這些外形仍然將在最受歡迎的外形之列,28%的人樂意將好玩且可信賴的傳感器設(shè)備戴在手腕上。如圖5所示,未來幾年里,手腕應(yīng)該仍是可穿戴設(shè)備最常穿戴的位置,但我們將看到一些不同類型的設(shè)備出現(xiàn)。這些設(shè)備有一點(diǎn)是相同的,那就是它們都具有非常小的外形。
圖4:雖然到2020戴在手腕上的可穿戴設(shè)備仍將是最為常見的,但許多其他類型的小型設(shè)備也將變得流行起來(來源:CCS Insight)。
為制造這些小設(shè)備,制造商需要集成度更高的硬件解決方案;SoC解決方案以單一封裝提供了所有應(yīng)用、系統(tǒng)、安全和個(gè)人連接功能。目前,最小的解決方案(在單個(gè)模塊中包含了一個(gè)SoC和所有必要的無源器件)的尺寸約為3.5 x 3.5 mm。為滿足未來對(duì)外形的要求,這些解決方案的尺寸需要進(jìn)一步縮小。為可穿戴設(shè)備制造商提供元件的IC公司能夠通過增加其IC解決方案中集成的功能來迎合上述趨勢(shì)。
準(zhǔn)備好迎接未來
舒適和具有高級(jí)功能的多傳感器可穿戴設(shè)備具有幫助人們?nèi)轿桓纳粕畹臐摿?。但要真正發(fā)揮這一潛力,可穿戴設(shè)備制造商需要將設(shè)備與好玩并對(duì)消費(fèi)者有用的服務(wù)結(jié)合起來。這些服務(wù)的可能性幾乎是無窮無盡的——從遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)檢查到幫助人們進(jìn)行健康的飲食選擇,再到家庭自動(dòng)化等等。這些服務(wù)將鼓勵(lì)人們購買和使用可穿戴設(shè)備,推動(dòng)這個(gè)年輕市場(chǎng)延續(xù)其在早期令人激動(dòng)的增長(zhǎng)速度,并逐漸走向成熟。
為實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備和服務(wù),可穿戴設(shè)備制造商需要既能擴(kuò)展設(shè)備的功能,又能滿足獨(dú)特設(shè)備尺寸及功耗限制的芯片解決方案。用于可穿戴設(shè)備、智能家居和其他充電設(shè)備的單芯片解決方案,需要集卓越性能、高集成度和低功耗于一體,這是目前能夠幫助設(shè)計(jì)工程師開發(fā)出充電周期令用戶滿意、具備情境感知功能的完整多傳感器可穿戴設(shè)備的集成式解決方案。因此,這樣的芯片解決方案有助于創(chuàng)造下一代藍(lán)牙低功耗可穿戴設(shè)備,推動(dòng)這個(gè)新興市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)其全部潛力。
作者:同偉,
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