|
可穿戴設備 在這個瞬息萬變的世界里，一切都在以驚人的速度發展。以可穿戴設備為例，隨著技術的不斷變化，它能讓我們更容易地跟蹤有用的信息，使得我們的生活無縫且輕松。假如你想記錄并跟蹤自己的健康狀況，可以佩戴智能手表或穿上智能服裝；或者一個智能頭盔，可以讓你既聽音樂，又能使用GPS或接聽電話；又或者，你想解鎖汽車，車鑰匙也可以不用了，你的智能手機或智能手環就能做這件事。 說起來很玄幻，實則這些可穿戴技術正在走入我們的日常生活。研究公司IDC估計，在全球范圍內2021年銷售了約5.47億只可穿戴設備，相比2020年增長23%，這個數字包括智能手表、健身跟蹤器等。IDC還預測，到2025年，可穿戴設備的銷量將達到7.77億只。 
圖1：全球可穿戴設備銷量預測，單位：百萬只（圖源：IDC） 推動可穿戴技術市場增長的關鍵因素包括消費者對尖端設備的偏好，以及物聯網和聯網設備的日益普及。此外，可穿戴設備在多個應用領域的采用以及多功能和混合應用移動設備為可穿戴技術市場的增長提供了新機遇。 因此，Markets and Markets在其分析報告中指出，可穿戴技術市場規模預計將從2021年的1162億美元增長到2026年的2654億美元，年增長率高達18%。 2022年六大可穿戴技術趨勢 隨著越來越多的人把健康和健身放在首位，可穿戴技術的發展也主要圍繞這些應用展開。綜合來看，2022年的可穿戴技術將在以下六大方向取得進展。 · 智能服裝 可穿戴技術的出現及其在健身追蹤器中的大規模應用已經蔓延到其他領域，如醫療可穿戴設備和相關服裝或時尚產品。通常，由電子設備 (傳感器和微控制器) 驅動的服裝被稱為智能服裝或聯網服裝，它們也是可穿戴設備家族的一部分。 智能服裝是在傳統用途之外增加了高科技的新功能，是新型的智能可穿戴設備。它可以通過特定應用程序與手機和筆記本電腦連接，從而記錄人體活動指標和關鍵生物特征，供人們隨時檢查自己的健康狀況。智能服裝檢測的數據包括但不限于生命體征、心率、睡眠模式、生物特征，也包括部分環境數據，如紫外線暴露、二氧化碳等。 根據Markets and Markets的市場研究，智能服裝市場預計將從2019年的16億美元增長到2022年的53億美元。 · 智能頭盔 大多數人會覺得戴頭盔很無聊，甚至不愿意佩戴。現在有了內置揚聲器和GPS的智能頭盔，因其使用電容耦合，可將聲音轉換為振動，哪怕是在騎行時也可以輕松地聽音樂。除此之外，這些頭盔還可以幫助你接打電話、記錄騎行節奏、卡路里消耗情況、路線、速度和耐力等信息。 根據global view research的數據，從2019年到2022年，智能頭盔市場的復合年增長率預計將達到18%。這意味著許多人正在轉向佩戴智能頭盔，在保持安全的同時還能享受各種樂趣和便利。 · 智能眼鏡 智能眼鏡已經誕生多年，是市場認知度頗高的可穿戴設備。新一代的智能眼鏡將全面融合增強現實 (AR) 、虛擬現實 (VR) 、攝像頭、藍牙、內置耳塞、噪音消除、人臉識別、健康感知、音頻錄制等功能，可以像智能手機一樣完成幾乎所有的任務。 根據Statista的數據，到2022年，全球AR眼鏡的收入預計將達到約197億美元。 · 智能戒指 憑借相對較低的價格，無論是作為迷你智能手機還是兼作健身跟蹤器，智能手表曾經一度成為市場上炙手可熱的可穿戴產品。在即時互動時代，智能手表還能幫助接收社交媒體通知。有健康意識的人，可以使用合適的智能手表監控他們的睡眠、血糖水平、燃燒的卡路里、血壓等。 隨著技術的進步，人們對可穿戴設備的追求將從手腕進一步下移到手指，也就是說，為戒指這個首飾品賦予一定的智能屬性。屆時，手指上佩戴的智能戒指不僅能夠用來記錄我們的健康狀況，還可以刷卡付款、接收社交媒體通知等。那些需要花大量時間開會，又不便查看手機的商務人士，他們很可能是智能戒指最初的目標客戶。 · 智能植入設備 如今，市場上大多數可穿戴設備都會包含健康監測功能，在醫療應用上可穿戴解決方案更是取得了很大進展。 今年美國CES期間，雅培的總裁兼首席執行官羅伯特·福特就宣布即將推出一個名為Lingo的“生物穿戴設備”，這些植入設備能夠跟蹤人體的血糖、酮、乳酸甚至酒精水平，從而幫助人們有效開展運動、健康和營養管理。用一個在體內植入的設備實時監控并記錄自己的健康狀況，是不是很酷？將血糖和心率監測整合到一個更小的貼片中，讓患者佩戴在皮膚上，是不是很實用？ 在2022年，比智能眼睛、智能手表更貼合人體的智能植入設備有望形成一波市場熱點。 · 智能支付可穿戴設備 根據Markets and Markets的分析數據，到2025年，全球非接觸式支付市場的價值將達到180億美元，其中智能手機以及商業中的可穿戴技術是推動市場激增的重要因素。 NFC或近場通信技術能將智能設備連接到信用卡和預付借記卡等資產，將這些技術融合在在可穿戴設備中用來提供電子支付功能，可極大地拓展可穿戴設備的應用范圍。 可穿戴技術解決方案推薦 制造商在設計和開發新的可穿戴設備時總會面臨各種挑戰，從安全性、防水技術、電池和傳感器保護，到為皮膚提供舒適性和耐用性等，各種因素都必須綜合考慮。一套完整的可穿戴技術方案非常有利于制造商將高科技需求無縫地融入到設備中。 01 英飛凌豐富的可穿戴健康技術方案 可穿戴健康設備的設計必須纖細小巧、方便攜帶且易于使用，其他還要綜合考慮包括測量精度、操作持久性以及穩定性等設計因素。此外，一款成功的可穿戴健康設備必須安全、有效且高效，符合人機工程學要求，且在各種條件下不影響測量精度。 英飛凌的產品組合和解決方案能滿足上述所有需求：能耗極低的英飛凌小型傳感器可提供優質的運動、健康和活動監測服務；RF產品能夠實現無縫連接和位置跟蹤；無線充電讓設備充電變得更簡單。 可穿戴設備所收集的用戶數據的隱私性和安全性同樣非常重要，PSoC微控制器是一款基于ARM Cortex-M處理器，內置高性能可編程模擬模塊、基于PLD的可編程數字模塊、可編程互連以及電容傳感解決方案CapSense的可編程嵌入式片上系統解決方案，具有關鍵安全特性。另外，英飛凌的60GHz雷達解決方案有望用于血壓監測和生命體征感測等未來健康監測方案中。
圖2：可穿戴健康技術解決方案系統框圖 (圖源：Infineon) 圖2為可穿戴健康技術方案系統框圖，除白色方框外，英飛凌的產品幾乎覆蓋了方案中涉及的所有應用模塊。其中，一些有代表性的產品包括： · 英飛凌DPS368是一款超高精度 (±2厘米) 和低功耗的小型數字壓力傳感器，能夠同時測量壓力和溫度，可在50米水下正常工作一小時。 · IM69D130是一款高性能數字化麥克風，采用英飛凌的雙背板MEMS技術，擁有105dB的動態范圍以及高達130dBSPL的線性輸出，可提供極其清晰的音頻信號。 · PSoC 61是一款真正的可編程嵌入式片上系統，它建立在超低功耗40納米平臺上，采用Arm Cortex-M4 CPU，集成了可配置的模擬和數字外設、低功耗閃存技術，以及CapSense觸摸和近距離應用技術。安全性也內置在平臺架構中，并帶有硬件加密加速器、內存和外圍保護單元。可以說PSoC 61是一款專為可穿戴設備、便攜式醫療設備、智能家居等物聯網應用而設計的產品。 02 STMicroelectronics可穿戴支付解決方案 可穿戴設備制造商在設計一流的可穿戴設備時常常會面臨多重挑戰，其中“安全”和“非接觸式通信”是其中的兩個重要領域。從ST31安全微控制器到集成了NFC控制器、安全元件和eSIM的ST54解決方案，STMicroelectronics的產品為支付、運輸和多種非接觸式服務提供完整的解決方案。 ST31雙接口安全微控制器主要面向銀行、身份識別、付費電視和交通等高度安全等應用。憑借ARM SecurCore SC000處理器和針對非接觸性能優化的體系結構，ST31提供了廣泛的產品組合，可實現安全、快速的非接觸式交易。與此同時，ST31還支持多協議RF接口，增強了通用性。結合ST的NFC控制器ST21NFC，ST31能滿足可穿戴設備中支付、運輸或多應用集成的各種要求。 數據保護和系統安全越來越重要。ST33是業內首款采用Arm SecurCore SC300安全處理器的微控制器，其靈活的架構讓ST在嵌入式SIM (eSIM) 、嵌入式安全單元 (eSE) 、可信平臺模塊 (TPM) 等新型安全芯片開發領域如魚得水。ST33系列產品提供經過強化的設計安全性和用戶友好的外形，兼備便利性與強大的網絡攻擊防御性能，是可穿戴設備、SIM卡廠商、智能手機、安全讀取器等廠商優選的嵌入式安全平臺。 STPay-Mobile是ST推出的移動支付平臺方案，整個平臺主要運行在ST54 SoC系列之上。該平臺能有效簡化智能手機和可穿戴設備上的公交卡和支付卡的虛擬化應用，同時符合此類應用嚴苛的安全標準。以ST54J SoC為例，它單片集成了非接觸式前端 (CLF) 電路和安全單元 (SE) ，為在移動設備上實現安全交易創建了一個高能效的小尺寸的解決方案。
圖3：ST可穿戴安全支付解決方案框圖 (圖源：STMicroelectronics) 從ST31、ST33安全微控制器，到基于ST54系列的STPay的全方位NFC解決方案，STMicroelectronics為可穿戴智能支付功能提供了一整套預認證的交鑰匙解決方案。 結語 可穿戴技術已有近30年的歷史，隨著GPS或IMU (由加速計、陀螺儀等組成) 這些過去主要用在智能手機上的傳感器正在逐漸整合到專用的可穿戴設備中，使得可穿戴設備具備了健身跟蹤以及身體健康監測等功能。 現在，可穿戴產品已經細分為腕帶式、頭戴式及眼鏡、戒指、鞋類、緊身衣、珠寶等諸多系列。Markets and Markets數據表明，腕帶式市場在2021年達到779億美元，但在2021年和2026年期間，頭戴式市場預計將以30%的年復合增長率成長，發展勢頭尤為迅猛。 市場的進一步細化讓我們注意到，智能服裝、智能戒指、智能植入設備這些目前市場占有率并不高的產品，有望在接下來的市場中謀得一席之地。此外，在解決了安全性、便利性等問題之后，智能支付很可能成為可穿戴設備一個必備的功能。 來源：貿澤電子 作者：Doctor M |
