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歲末年初，每個行業都在忙著盤點上一年度的收成，同時抓緊尋找更具潛力的市場。經過梳理我們發現，近一年，整個科技行業遇到了巨大的挑戰，這其中有一個市場卻走出了不一樣的行情，它就是可穿戴電子設備市場。 根據IDC最新數據，全球可穿戴設備市場在2020年第三季度同比增長35.1%，總出貨量達到1.25億臺。這種激增在很大程度上是由兩大因素推動的，一方面，蘋果（Apple）、三星（Samsung）等公司的新產品讓人們重燃對智能手表和耳機等熱門產品的購買熱情。另一方面，受疫情影響，人們外出旅行、就餐和其他休閑活動大幅減少，在電子產品上的支出在最近幾個月有了一定增加，尤其是與健康監測密切相關的可穿戴電子產品。 
圖1:按照產品類型劃分，2020年第三季度全球可穿戴電子設備出貨情況（圖源：IDC） 其實，上述原因很好理解。近一年，人們比以往任何時候都更加關注自己的健康狀況，從CES 2021上我們就能感受到這種風潮。今年的CES雖然是“云”展覽，但展出的可穿戴產品仍然有很多看點，除了智能手表、智能手環這些經典產品，健身類的可穿戴產品很是吸人眼球。Xenoma公司的e-skin EMStyle緊身衣就非常具有代表性，這是一款獨特的可穿戴產品，里面裝有24個電極，它能刺激人的肌肉，只需20分鐘就可以達到全身有氧鍛煉的效果。
圖2:Xenoma公司的e-skin EMStyle緊身衣（圖源：CES） 可穿戴設備發展的幾點猜想 健康和健身跟蹤功能一直是人們選擇購買智能手表的最重要原因，也是這些設備最常用的功能。隨著技術和產品應用的不斷創新，可穿戴設備的產品種類也有了大幅度的擴充，在智能手表和智能手環之外，接下來將有更多新穎且極具創造力的產品走進我們的生 猜想一：醫療保健和健身功能重要性凸顯 隨著可穿戴式傳感器的不斷創新，以及5G、人工智能、虛擬現實等先進技術在可穿戴產品中的應用，加速了產品服務和商業模式數字化進程。在醫療保健領域，遠程醫療、互聯健康概念逐漸被消費者接受。因此，人們在選購可穿戴產品時將更加注重產品的醫療保健和健康監測功能。 現在，心率監測等功能已經成為所有腕帶設備的標準配置，心電圖（ECG）測量等更先進的功能正逐漸降低價格。雖然這些測量數據無法作為醫生診斷的依據，但用其預估一下自身的身體狀況還是沒問題的。 猜想二：可穿戴設備將擁有更多AI屬性 最近幾年，人工智能（AI）技術得到了飛速發展，人們也在努力嘗試著把AI添加到所有事物中。現在，Google Assistant和Alexa等語音助手已經出現在手機和智能家居設備以外的地方，比如可穿戴設備，這都非常有潛力成為AI另一個重要應用領域。 眼下，Facebook等公司正在競相開發的腦機接口，從理論上講，它能讓人類只動腦不動手就能更新Facebook的狀態，效果有點兒類似于咱們常說的心靈感應。另據報道，埃隆·馬斯克的Neuralink公司正在開發的一種腦機接口，借助可穿戴設備，就能讓嚴重腦損傷的人實現基本的生活自理。 猜想三：5G普及推動可穿戴設備直接聯網 隨著5G技術的進一步普及，可穿戴設備直接聯網不再是夢想。屆時，智能手表不必通過智能手機就可以直接連接到網絡。對兒童和老年用戶而言，這個功能非常符合他們的使用需求。一方面可穿戴設備能夠監控使用者的健康狀況，另一方面還能方便地與家人取得聯系。到時，可穿戴設備將擺脫輔助設備這一產品定位，進而成為獨立的物聯網入口。 猜想四：可穿戴設備數據安全愈發重要 市場快速發展的同時，挑戰也無處不在，首當其沖的就是數據安全問題。由于可穿戴設備在穿戴者身上每天都會創造大量數據，尤其是我們對可穿戴設備的接受程度越高，產生的數據就越多。因此，可穿戴解決方案提供商需要在保護數據隱私方面采取更先進的技術手段。 猜想五：在提升能源效率上還應再加把勁 任何一個擁有可穿戴設備的人都對產品的能源效率問題有著深刻的理解。說到底，消費者想要的是一款能夠集成更多功能的高性能設備，但它絕不能因此就每隔一個小時就要充一次電。低功耗應該是企業在新產品開發過程中首先要考慮的重要事項。 百花齊放的可穿戴解決方案 根據IDC等機構的預測，2021年可穿戴設備將迎來爆發式增長，全球出貨量預計超過5億臺。不斷上升的可穿戴設備市場為企業帶來了的商機，一場有關可穿戴技術的競賽也在悄悄進行。其中不乏很多頗具創新力的初創企業，當然也有一大批行業內赫赫有名的大企業，比如STMicroelectronics（意法半導體）、Infineon（英飛凌）、TI、ADI、NXP（恩智浦）、TE、Bosch等。 ADI：專攻具有診斷級性能的可穿戴監測方案 醫療健康是ADI持續發力的一個行業，公司的可穿戴技術和方案也是緊緊圍繞這一領域展開。從ADI公開的信息看，他們認為遠程監護以及具有臨床級健康監測功能的智能可穿戴將呈現爆發式的增長。屆時，有健康隱患的消費者只需佩戴一些心電、血氧的便攜監護設備，醫生就可以遠程對患者的健康狀況進行判斷。 在可穿戴技術上，ADI提供的是一攬子解決方案，也可以說是完整的系統級解決方案。方案的最大特點是低功耗、診斷級性能、高集成/小體積。涉及傳感器、模擬信號處理、數字信號處理、無線通信等多種芯片，開發工具、算法等也包含在內。
圖3:ADI可穿戴醫療保健設備系統框圖 STMicroelectronics：監測社交距離的智能手環劃算又實用 STMicroelectronics（意法半導體）的可穿戴設備解決方案比較豐富，市場上熱門的智能手表、健身追蹤器、心率監控器、運動設備等，他們都能提供完整的參考設計，另有評估工具和軟件供用戶選擇。 去年6月份，ST推出了尺寸緊湊、經濟劃算的可穿戴設備參考設計，可實現遠程配置激活、通知提示和防數據篡改功能，如果有特殊需求，還能提供接觸者溯源功能。該方案適合設計用于工廠、辦公室、醫療機構等露天或封閉工作環境的智能手環和手鐲，疫情期間可將其用于監測人員的社交距離。 在這個方案采用了RF輸出功率可調的超低功耗BlueNRG-2系統芯片，與其S2-LP sub-1 GHz超低功耗RF收發器搭配使用，通過Sigfox “0G”全球網絡，這個基礎款參考設計還可增加標簽和云端之間的雙向通信功能，支持私有和匿名標簽配置、通知，以及用于緊急通知的報警回路。為了節能省電，延長電池續航時間，超低功率組件上還增加了一個MEMS加速度計，在設備不移動時關閉電源。
圖4:ST社交距離監測參考設計 TI：數十種參考設計力求覆蓋更多可穿戴應用 TI提供的個人電子產品解決方案中，可穿戴設備占有重要一席。針對這一應用領域，TI官網上發布的參考設計多達七十余種，涵蓋了傳感、前端、控制、無線連接、數據轉換、音頻、DLP等。小編認為TIDA-01580很有必要拿出來說一說。因為這是一款用于創建新一代無線患者監護儀的參考設計，非常符合當下的市場需求。 心電圖（ECG）或光體積描記法（PPG）可穿戴式監護系統近年來越來越流行。可穿戴式監護儀通過用不太顯眼的干電極代替冗長、笨重的電線，能顯著提高患者的舒適度，移動性也得到極大增強。
圖5:TI公司ECG或PPG可穿戴式監護系統參考設計（圖源：TI） 圖5是TI使用AFE4900單片生物傳感前端進行同步ECG和PPG測量的可穿戴、無線、多參數患者監護儀參考設計。該參考設計集成了靈活的LED驅動器和完整的光電二極管接收器鏈，通過串行外圍接口（SPI）（或I2C）與集成了RF收發器的CC2640R2F SimpleLink Bluetooth低功耗無線MCU通信。 經過十幾年的發展，可穿戴技術有了長足的進步。在軟件上，先進的機器學習算法允許將簡單的傳感器輸入轉換成更具可操作性的健康或活動數據。在硬件上，芯片的尺寸正在變得越來越小，性能越來越高，這些都非常有利于可穿戴設備的設計。 此外，柔性屏、智能傳感器、藍牙低耗等無線通信技術的落地，有力地推動了可穿戴設備的更新換代。可穿戴設備正在成為匯聚眾多前沿科技的應用領域。回想前幾年的可穿戴設備市場，感覺那時什么都是“可穿戴”。大浪淘沙，現在的市場日趨理性穿戴電子市場就要迎來它的高光時刻了。 文章來源：貿澤電子 作者：Doctor M |
