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可穿戴设备调研报告学院：微电子学院专业：集成电路设计与集成系统班级：集电13-1姓名：张翼翔学号：2013214990时间：2015.11引言:可穿戴设备即直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能，可穿戴设备将会对我们的生活、感知带来很大的转变。本文将对可穿戴设备的现状进行调查，分析现有产品的局限性，指出未来改进的空间及可能发展的方向。正文：技术发展与演进历程早在1922年，发明家H. Day就曾和一顶被改成收音机的礼帽合影过，而1930年8月号的美国杂志现代力学也曾发表过类似的故事，一位德国工程师也曾创造过一顶硬草帽样式的“帽型收音机”。发明家Victor T. Hoeflich 1949年3月推出了天外来客般的“帽型收音机”。因为这种帽子上的收音机以电子管技术为依托，所以Hoeflich便使两根电子管和一支环形天线成为了该产品的显著特征，而调频旋钮则安装在两根电子管中间。帽子上的收音机能戴在头部，用电池低电压供电，电池则由用户放在自己口袋里携带。虽然“帽型收音机”在开始时反响甚好，但这种待遇却并未持续。它的失败主要还是基于技术限制，这种帽子只有两个电子管，而家用收音机则有五六个，后者运转得更好。另外，上世纪30年代末，更高级的FM调频无线电格式在美国得以使用，但“帽型收音机”只能接受AM频率信号。而且环形天线也是有方向性的，用户只要转头，信号就会丢失。这种“帽型收音机”大概可以称作可穿戴设备的雏形。（以上信息来自于可穿戴设备网在上世纪60到70年代，一些发明家制作出了一些最早的可穿戴设备，来增加在赌桌旁的胜率。从那之后，可穿戴技术的研发还维持在较小的规模。而有些相关人士决定将这一技术的起始时间定在1975年，也就是Hamilton Watch推出Pulsar计算器手表的那一年。但在这之后可穿戴设备的发展仍无太大进步。直到新千年之后，可穿戴设备技术才开始了迅猛发展。1961年：可穿戴计算机麻省理工学院的数学教授Edward Thorp在他第二版的赌博指南Beat the Dealer当中写道，他成功地使用自己制作的可穿戴计算机在轮盘赌当中作了弊。Thorp和联合开发者Claude Shannon发现，自己的设备在赌局当中可以为佩带者带来44%的优势。1972年：George为了在二十一点当中取得优势。Keith Taft发明了一款用脚指头操作的可穿戴计算机George。在这款设备的“帮助”下，发明者在一个周末就输掉了4000美元，随后George便被打入冷宫。1975年：计算器腕表世界上首款手腕计算器Pulsar在1975年年末正式发布，并随即流行开来。1977年：CC Collins为盲人开发了一款可穿戴设备，使用头戴式摄像头将图像转换成背心上的触觉网格。1981年：计算机背包当时还是高中生的Steve Mann把一部6502计算机连接到了一部带钢架的背包上，来控制摄影装备。这款设备的显示屏是一块连接到头盔上的相机取景器。1984年：数字手表卡西欧开发Casio Databank CD-40，这是全球最早的一批能够存储信息的数字手表之一。1987年：数字助听器首款数字助听器在这一年问世。但由于体形过大，续航又太差，这类设备并未获得成功。1989年：头戴式显示屏Reflection Technology开发Private Eye头戴式显示屏。1990年：定位胸章Olivetti推出一款胸章，可以将用户的ID发送到办公楼上的红外接收器，从而追踪用户所在位置。1993年：头戴式显示屏哥伦比亚大学研究人员开发出KARMA增强现实系统，其中包含了一台Private Eye头戴式显示屏。1994年：可穿戴无线摄像头、腕式电脑在发明了可穿戴计算机背包的13年后，Steve Mann制作出了一款可穿戴无线摄像头，并开始将图像上传至网络。多伦多大学的研究人员开发了一款腕式电脑，将键盘和显示屏固定在前臂上。1999年：双向寻呼机RIM(现已更名为“黑莓”)推出首款产品RIM 850双向寻呼机。2000年：蓝牙耳机首款蓝牙耳机在这一年问世。2002年：Poma PCXybernaut Poma可穿戴PC问世，售价1500美元。这款设备就像是把磁带录音机绑在了头上，其机身重约300克。2003年：C-SeriesVitatron C-Series是世界首款完全数字化的起搏器。有了这款设备，医生可以在18秒内下载好病人的信息。2006年：Nike+iPod耐克和苹果联合推出了Nike+iPod，一款允许用户将自己的运动同步到iPod当中的运动套件。耐克随后还推出了数款带有iPod专用口袋的服饰。2008年：Fitbit、可穿戴摄像头Fitbit推出首款健身设备，可以夹在衣服上，并追踪用户的步数、行走距离、热量消耗、运动强度和睡眠状态，售价99美元Looxie推出可以固定在耳朵上的可穿戴摄像头，每天最多能记录10小时视频。售价200美元。2009年：W200W200可穿戴计算机由Glacier Computers所发布，设计初衷主要是让用户可以在紧急情况下获取大量的信息，同时又能空出双手。这款设备具备防水能力，重约280克。2010年：头戴式显示器、小型触屏电脑Brother推出AiRScounter头戴式显示器，可以将大小相当于14英寸屏幕的内容投影到用户前方1米左右的地方。Eurotech Group开发Zypad，这是一款固定在手腕上的小型触屏电脑。2011年：健身腕带Jawbone推出Up健身腕带，可以追踪睡眠、运动、饮食状况，并与智能手机应用关联。售价130美元2012年：智能手表索尼推出SmartWatch，使用蓝牙与Android手机相连，售价150美元。Pebble发布Pebble Watch，提供健身和健康追踪、上网、语音导航等功能。可以使用蓝牙技术与智能手机应用相连，零售价为250美元。2013年：智能手表、水下物理活动监控器谷歌向部分用户推出测试版谷歌眼镜。谷歌眼镜是一款固定在眼镜上的光学头戴显示器，可以通过语音控制，而且能够利用WiFi网络上网。全球第一大Android智能手机制造商三星发布Galaxy Gear智能手表，可以使用蓝牙与Android智能手机相连。日本汽车制造商日产发布Nismo智能手表，可以为驾驶员提供平均时速、油耗和驾驶员心率等信息。售价120美元。Misfit推出水下物理活动监控器Shine。2014年：Apple WatchApple Watch 是苹果公司于2014年9月公布的一款智能手表，有Apple Watch、Apple Watch Sport 和Apple Watch Edition 三种风格不同的系列。Apple Watch采用蓝宝石屏幕，两个屏幕尺寸。支持电话，语音回短信，连接汽车，天气、航班信息，地图导航，播放音乐，测量心跳、计步等几十种功能，是一款全方位的健康和运动追踪设备。（以上参考了始于赌场 可穿戴技术发展史回顾作者：硬件再发明； 可穿戴市场要爆发，还需要Apple Watch的复活作者：张磊； 可穿戴设备简史(A short history of wearables)网站：FierceMobileIT； Apple Watch百度百科）2013年，谷歌手表推出之后，可穿戴设备开始受到社会各界的广泛关注，故而有媒体将这一年称为“智能可穿戴设备元年”。但我们可以看到，可穿戴设备得以发展到今天的水平，与前人的发明创造是分不开的。而可穿戴设备仍有许多的不足与巨大的发展空间，这就需要我们的努力钻研，让可穿戴设备技术更上一层楼。市场现状与格局穿戴设备即直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。它多以具备部分计算功能、可连接手机及各类终端的便携式配件形式存在，主流的产品形态包括以手腕为支撑的watch类（包括手表和腕带等产品），以脚为支撑的shoes类（包括鞋、袜子或者将来的其他腿上佩戴产品），以头部为支撑的Glass类（包括眼镜、头盔、头带等），以及智能服装、书包、拐杖、配饰等各类非主流产品形态。（以上参考百度百科） 产业规模迅速扩大，消费认知度不断提高全球可穿戴设备市场在2013年快速升温，智能眼镜、智能手表和智能手环等产品层出不穷，可穿戴设备成为IT业界公认的智能终端的重要发展方向之一1-3。据市场调查数据显示，2013年全球可穿戴设备出货量约为700万件以上。尽管和智能手机、平板电脑相比，可穿戴设备的销量还不构成足够的量级，却已向前迈出了重要的一步。随着越来越多可穿戴设备的发布，可穿戴设备产业规模迅速扩大，产业活跃度快速提升，可穿戴设备有望成为继智能手机、平板电脑后全球信息技术产业的新增长点。谷歌眼镜的问世极大地激发了市场对可穿戴设备的兴趣，消费者对可穿戴设备的认知度逐渐形成。2012年美国咨询机构BI Intelligence调查显示，仅有不到40%的美国消费者知道或者了解可穿戴设备，剩余的消费者则不了解甚至从未听闻。而到了2013年，情况发生了很大变化，超过50%的消费者对健康监测和健身追踪类型的可穿戴设备产生浓厚兴趣，40%的消费者对智能医疗设备感兴趣。跨国公司抢抓布局，国内企业加速跟进图1 可穿戴设备产业体系示意图“互联网女皇”玛丽米克尔（Mary Meeker）将2013年定义为可穿戴设备元年，认为可穿戴设备将像20世纪80年代的个人电脑和目前的移动智能终端那样推动创新4。国际IT巨头纷纷将可穿戴设备视为未来竞争的制高点，纷纷涉足可穿戴领域，谷歌先是开发出Google Glass这样的可穿戴硬件，而后推出AndroidWear操作系统以健全可穿戴设备开发体系。三星在智能手表方面密集推出新品，抢占市场。苹果智能手表虽未面世仍引起业内广泛关注，英特尔则加大与终端企业的合作力度，推广可穿戴设备核心处理器。创新型中小企业Jawbone、Fitbit、Recon和Pebble等通过融资快速成长，选择在运动、健康等产品领域快速切入，还有一些创业企业则通过特定人群的差异化产品开发取得突破，并且获得较好的市场认可度。可穿戴设备产业正处于发展孕育期，市场发展前景十分广阔，产品竞争日益激烈，全球各类厂商加速战略布局，抢占产业发展制高点。表1 国外可穿戴设备开发典型企业依托智能移动终端产业链基础，我国企业同样加快在可穿戴设备的战略布局和资金投入，探索差异化细分市场需求，重点开发智能手表、智能手环等产品。智能手表方面，果壳电子的GEAK手表、优美通讯的Omate手表、映趣科技的inWatch、智器电子的Z-Watch等产品相继上市；智能手环方面，小米手环、百度咕咚手环、滕海视阳体记忆手环等快速抢占市场。但以上产品与国外同类产品相比创新功能少，面临一定程度的同质化风险。相比之下，我国厂商在针对细分市场应用服务方面的尝试则效果更好，360儿童卫士、宝宝树智能手表等针对儿童或孕妇的产品已经推出就引起市场关注，在满足用户个性化需求方面做出有益探索。表2 我国企业开发的可穿戴典型产品 新技术新产品不断涌现，杀手级应用尚未出现可穿戴设备产业仍处于发展初期，具备产业关注度高，新技术新产品不断出现，产业创新异常活跃等特点。随着传感器、人机交互、柔性、云计算、大数据、物联网等技术的逐渐应用，可穿戴设备的应用服务和用户体验得到不断丰富。除了智能眼镜、智能手表和智能手环等产品之外，智能服饰、智能鞋、智能配饰等多种类型的产品形态相继出现，应用场景和使用范围不断扩大。众多创新型企业获得风险投资青睐，融资渠道呈现多样化，企业也得到快速发展，2014年2月，Jawbone公司新融资2.5亿美元，2013年8月，Fitbit公司融资4300万美元。然而，值得关注的是，日益活跃的产业发展并未催生出一款广受认可的杀手级产品。公众对Google Glass和Galaxy Gear平淡的反应也体现出可穿戴设备距离大众接受的程度还比较远。杀手级产品应当具备以下条件，一是功能复合化，传感技术的突破将会为保证产品设计时能够具备多种功能，单一功能的可穿戴设备将被复合型产品所取代；二是系统互动化，智能移动终端之间将形成网络，同时参与进入智慧家庭的互动和服务中，各产品之间功能形成互补；三是方便隐性化，可穿戴设备便捷性大幅提高，消费者能够在不影响正常工作生活下方便控制和使用。杀手级应用的缺失使可穿戴产品的用户认可程度有限，目前尚难以复制智能手机爆发式增长的发展轨迹。（以上参考可穿戴设备发展现状和前景探析作者：耿怡，安晖，李扬，江华）现有可穿戴设备的局限性1、价格昂贵。Google Glass售价高达1500美元;Nike+ FuelBand SE售价为149美元;阿迪达斯即将推出的安卓系统智能手表售价399美元。2、电池续航时间短。普通的智能手表电池使用时间在24小时左右，如果开启更多功能耗电量会增加，这样使用者不得不每天充两次电才能正常使用。3、不能独立使用或功能不全。很多智能手表的功能需要搭载手机才能够使用，事实也正是如此，可穿戴设备厂商在硬件领域所面临的竞争越来越激烈，主要原因是如今的智能手机已经集成了一些可穿戴设备的功能，对于大部分消费者来说，这些功能对于他们已经足够，所以无需再去购买那些比较专业的设备。未来的改进空间可穿戴设备未来发展空间比智能手机要大，因为它可以与人体更加紧密的结合，可以为用户提供关于身体或所处环境的实时监测、数据分析及合理建议，在此基础之上，强化身体、增强感官、提升日常不具备的能力。相对于智能手机来说，可穿戴设备更像人体的一个器官。用户需求一直那里，无论是生活中对健康、对便利性的需要，还是工作上解放双手、远程支撑的诉求，大多没有得到很好满足，或者目前没有更好的方式满足。从普遍性来看，可穿戴设备中看不中用，说到底还是产品问题。解决这些共性问题，需要实现三个跨越：一是元器件的跨越。元器件的质量、性能、大小、材料等决定着产品的功能与用户体验。与用户最直接相关的，首当其冲的是电池，如果续航能力不强，经常需要充电，很容易引起用户反感。在解决耗电问题上，一种方式是平衡性能与功耗之间的关系，有所取舍；另一种就是探索新的供电方式。二是用户体验的跨越。视觉感受问题容易解决，困难的是功能问题。交互方面，随身佩戴产品如手环、手表，没有屏幕的话，体验会很差，不能直接与产品交互，给人感觉这就是个数据收集器，用户想看到相关分析数据、结果必须依赖于手机和电脑，体验不佳。在交互方式上，如果屏幕小，利用触摸方式感知很差，可以可虑通过声音、眼睛动作等方式使得交互更加人性化。功能数量方面，大而全的设置要么功耗较大，要么大多功能闲置；小而专是一个方向，以更集中的方式解决用户的一两个痛点。三是与数据和服务结合的跨越。所有不提供软件服务和数据服务的可穿戴设备都是耍流氓。可穿戴设备本身价值并不大，关键在于其获得的数据与提供的服务，越垂直越深度往往价值越大。需要注意的是，用户要的不只是数据，大部分用户对一些数据本身是没有概念的，经过分析得出的结果和解决方案才是最重要的。所有数据监测不准的可穿戴设都是耍流氓。不准确的数据会降低用户的信任感，如果是健康类数据，如测试心率、血压，不准确的话，容易出事情。如果数据不准确，基于数据的分析及解决方案都是空谈。如果监测慢性疾病的设备，能够通过CDC健康认证等，则会大大增加用户的使用信心。（以上参考可穿戴设备还有多少路程要走？作者：梅花园陈述）结论：可穿戴设备产业如同其他智能设备产业一样，前景是美好的。但其目前的发展远不如其他的智能设备，一来是如今硬件技术的局限性使得可穿戴设备的功能比不上智能手机等产品，二来是尚未形成完备的产业链导致生产成本高昂，小公司的生产受到限制，而且产品价格高，普通用户无法接受。所以这项产业的发展还要靠我们持之以恒的努力创造，实现技术上的革新，形成完善的产业链条，降低产品价格，这样可穿戴设备产业才能蓬勃发展。