智能手環(huán)常用的功能,都是如何實(shí)現(xiàn)的?
iseisei / 2021-05-11 10:1549011智能穿戴設(shè)備發(fā)展到現(xiàn)在,可以做到普及的大概也只有智能手環(huán)了。確實(shí),價(jià)格親民加上相對(duì)實(shí)用的特性使得智能手環(huán)在市場(chǎng)上一路高歌猛進(jìn)。說到如今智能手環(huán)的鼻祖,當(dāng)屬Fitbit Flex,雖然在之前也有過此類型的產(chǎn)品,但功能較少,而Fitbit Flex在功能上已經(jīng)基本與現(xiàn)在手環(huán)無異了,已經(jīng)可以完整的記錄步數(shù)、距離、睡眠等數(shù)據(jù)。當(dāng)然在現(xiàn)在看來,市面上已經(jīng)是國(guó)產(chǎn)智能手環(huán)的天下,但在當(dāng)時(shí),F(xiàn)itbit Flex可以說備受追捧。

從外觀來看,F(xiàn)itbit Flex可以說是一個(gè)比較簡(jiǎn)陋的“玩具”。但可以說從它開始,智能手環(huán)這個(gè)東西,真正開始向大眾普及。到后來小米手環(huán)發(fā)布后,其更加親民的價(jià)格又迎來了一股熱潮。此后,各種品牌的智能手環(huán)開始蜂擁而至,但最核心的功能,依然是計(jì)步、心率血氧、來電提醒等,具體這些功能是如何實(shí)現(xiàn)的呢?這篇文章我們就來聊一下。

首先我們來聊心率血氧這一功能,心率監(jiān)測(cè)可以說是目前智能手環(huán)的基礎(chǔ)功能之一了,人體血液是紅色的,紅色的反色(補(bǔ)色)是綠色,所以對(duì)綠色光的敏感度較強(qiáng),這也是手環(huán)中的心率傳感器多為綠色的原因。綠色光線搭配著感光光電二極管可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血液中發(fā)生的周期性變化,傳感器不停的發(fā)射光線,接收端就會(huì)接收到光線反射信號(hào),再通過算法進(jìn)行處理就可以得到相對(duì)比較準(zhǔn)確的心率曲線了。

至于血氧,醫(yī)學(xué)上常規(guī)的測(cè)試方有有采血和指套式光電傳感器兩種,顯然這兩種方法對(duì)于智能手環(huán)來說都不太可行。所以智能手環(huán)還是依賴于傳感器進(jìn)行測(cè)試,主要原理是血液中的血紅蛋白與氧和血紅蛋白對(duì)于紅外光和紅光的吸收率不同,智能手環(huán)同時(shí)使用這兩種光線照射皮膚,收集反射光的光譜。此后再依靠這些數(shù)據(jù),通過算法進(jìn)行處理,得出用戶的血氧值,可能相對(duì)醫(yī)學(xué)方法來說不是特別準(zhǔn)確,但對(duì)于普通用戶來說,足夠使用了。

睡眠監(jiān)測(cè)可能是目前大多數(shù)人都需要的一個(gè)功能,尤其是對(duì)于大城市生活的人們來說,失眠熬夜簡(jiǎn)直成為家常便飯,幾乎每個(gè)人都或多或少的存在些睡眠問題。而睡眠監(jiān)控可以幫助這些人群去了解自己的睡眠情況,從而制定出一系列的應(yīng)對(duì)方法,進(jìn)而改善自己的睡眠。醫(yī)學(xué)上的睡眠監(jiān)測(cè)可以提供腦電、心電、呼吸、鼾聲等一些列的參數(shù),但很顯然這些并不適用于大多數(shù)人群,而智能手環(huán)的睡眠監(jiān)測(cè)功能就能很好的幫助到大部分人。

大部分智能手環(huán)擁有加速度傳感器,可以記錄人的動(dòng)作,只要是貼身攜帶的設(shè)備,就可以通過傳感器加算法精確的感知到用戶的動(dòng)作,而且心率血氧傳感器同樣也是可以輔助監(jiān)測(cè)睡眠質(zhì)量的。在確定這些動(dòng)作和心率血氧數(shù)據(jù)后,智能手環(huán)就可以通過藍(lán)牙將數(shù)據(jù)發(fā)送至手機(jī),再通過用戶提供的個(gè)人資料,經(jīng)過種種的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析后,可以最終給用戶一個(gè)相對(duì)比較準(zhǔn)確的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),用戶就可以通過這些數(shù)據(jù)可以制定應(yīng)對(duì)措施。

運(yùn)動(dòng)計(jì)步同樣是智能手環(huán)最基礎(chǔ)的功能之一,而且現(xiàn)在的手機(jī)也都具有計(jì)步功能,但由于智能手環(huán)是可穿戴設(shè)備,所以數(shù)據(jù)更精確些。其實(shí)智能手環(huán)的計(jì)步功能實(shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單,一個(gè)加速度傳感器就可以了,人走路不可避免的就是擺臂,而利用擺臂,加速度傳感器就可以進(jìn)行監(jiān)測(cè)。簡(jiǎn)單來說就是通過測(cè)量走路方向和力量加速度,通過位置來判斷設(shè)備是否處于移動(dòng)狀態(tài),從而給出計(jì)步數(shù)據(jù)。

而現(xiàn)在手環(huán)中除了計(jì)步之外,還有許多運(yùn)動(dòng)選項(xiàng)可以選擇,比如慢跑、游泳、球類等,這事還是傳感器+算法提供的功能。得益于精確的傳感器機(jī)上強(qiáng)大的算法,通過計(jì)算不同情況下的數(shù)據(jù),結(jié)合用戶所選擇的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),去計(jì)算出消耗的能量之類的數(shù)據(jù)。這些功能似乎不難實(shí)現(xiàn),但我們能以比較簡(jiǎn)單的智能手環(huán)就可以得出,也確實(shí)得益于目前智能手環(huán)廠商的各種技術(shù)創(chuàng)新。

以上圖片均來源于網(wǎng)絡(luò)
可以說,目前我們?cè)谑袌?chǎng)上能買到的智能手環(huán)品牌越來越多,但在基本功能上能得到的基本相同,說到底都是傳感器加上軟件。唯一不同的可能是各廠商的軟件算法,也是由于各廠商算法的調(diào)校優(yōu)化不同,所以在體驗(yàn)上也就有了不同。其實(shí)做到功能合格很簡(jiǎn)單,而將功能做到極致卻很難。在智能手環(huán)的選擇上,不要單純看參數(shù),更重要的還是看體驗(yàn)。
智能手環(huán)常用的功能,都是如何實(shí)現(xiàn)的?














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