IOT时代下的可穿戴设备

现如今，人们越来越感受到物联网所带来的便利。小到吃穿用，大到外出旅行购物，物联网正逐渐嵌入到了我们的生活当中。而可穿戴设备便是其中重要的一环，在IoT时代，可穿戴设备所负担的职责也越来越重。

IoT大会现场

据IDC预测，2016年到2020年可穿戴市场将呈现明显增长，预计2020年智能可穿戴设备的发货量会达到2亿，智能手表出货量将达到1.61亿块，可穿戴设备市场潜力巨大，随着物联网时代的迫近，可穿戴市场有望迎来新的飞跃。未来连接将变得更加频繁，对于可穿戴设备性能及功耗水平都提出新要求。

智能可穿戴设备最重要的是低功耗

“要让可穿戴设备执行IoT时代联结者的职能，就必须把链接功能做好，并且这种链接方式最好是低功耗的，能够让可穿戴设备运行的时间更加持久。”来自安森美半导体亚洲区市场推广经理杨正龙认为，低功耗蓝牙5.0将成为很好的解决方案。

他表示：“引入低功耗蓝牙技术，可以实现短距离通信的最低功耗。这将大大延长可穿戴设备的工作时间。目前低功耗的蓝牙技术具有几大特点，一个就是在2.4 GHz ISM频段中运行，数据传输速率可以达到2Mbps；再一个便是，经过优化后可以长时间传输小段数据（与支持连续数据传输的“标准蓝牙”相反，同时支持连续数据传输）；还有一个便是易于实施，目前的智能手机中已经配备了低功耗的蓝牙设备；还有就是诸如自定义/专有协议、网状网络等优点。”

“低功耗的蓝牙基带是由硬件和软件组成的混合方案，这将有利于把这项技术引入进消费类应用、传感器、可穿戴设备、物联网等等。”随后杨正龙继续补充道。

可穿戴设备还需进一步提升性能

低功耗蓝牙技术，为可穿戴设备连接提供了有效的解决方案。为了进一步提升可穿戴设备性能，使其满足物联网大数据及高频连接需求，上游芯片厂商也在不断努力。

Cypress公司MCU产品营销经理赵向阳提出了使用双线程的PSoC对IoT以及可穿戴设备提供支持，这种SoC可以极大地降低设备的功耗，并且加快可穿戴设备的运行速度，是一种既高效且实用的芯片。PSoC最成功的应用之一是家电领域，例如白电的触控按键，还有手机和可穿戴的触控产品，主要采用了CapSense触控屏。

高通的也针对可穿戴设备专门推出了Snapdragon Wear系列芯片，主打低功耗、连接性、安全性等特点，在相对低功耗的情况下也可以保证其突出的性能，从而满足大部分用户的使用需求。

上游芯片厂商的不断加持，也为逐渐势微的可穿戴设备产业注入了一剂强心针。针对其充电模式，行业也有不同方案探讨。

无线充电是可穿戴设备的必然发展趋势

虽然可穿戴设备发展日新月异，信息接入方便快捷，但是由于充电接口不统一，电池续航能力有限，能源接入点有限，不能满足电能无线移动式接入等原因，成为目前智能可穿戴设备发展的阻碍。

对此，上海卡柏林智能科技李云辉博士认为相比于信息无线化进程，能量供给无线化进程才刚起步。我们的智能手机从原来的的只能打电话，屏幕都没有的时代已经发展到如今几乎可以做任何事的智能手机时代，而能量无线化的进程却依然还停留在只能接触到充电设备才能进行充能的时代之中。

目前无线充电技术已经应用到了许多的领域之中，比如说电动汽车的无线充电系统、输入式医疗设备、室内无线传能环境、移动机械无线传能应用等等。基于磁场近场耦合原理的无线传能技术已经在多个领域获得了应用，然而由于其磁场耦合机理以及天然磁性材料种类的限制，在充电效率、距离、角度或位置偏移合体性等方面还存在较多问题。

对于这一点，IDT中国无线电源事业部南区负责人钟英东从硬件上给出了自己的解决方案。由于目前的无线充电方案都需要两个物件，一个就是充电桩，一个便是被充电的设备，往往充电桩要比充电设备大上许多。以iPhone X举例，它的无线充电便是需要把手机放置在Belkin无线充电器上，但是由于种种缘故，如今充电的最高功率也没有超过10W。

钟英东认为，这是由于充电之间隔板材料以及各种损耗的缘故，要解决这一点也很容易，只要找到一种能够适合磁感应穿透的材料就可以了。

上海卡柏林李云辉博士

而上海卡柏林李云辉博士则提出了不一样的看法。他认为在目前的无线充电中，主要有两种充电方式。一种就是通过磁感应原理进行充电，不过这样只能进行近距离充电，并且效率低下，不支持水平位置及角度偏移（会导致磁场不均匀），不支持收发端的非对象，也就是一种产品只能在特定的无线充电器上进行充电。

另一种便是通过磁共振的原理进行充电，而这种充电方式由于工作模式因经常耦合劈裂而不稳定，磁场分布不均匀，小型化困难，待机功率高、安全性差，不过有个好处便是可以不用贴近了才能充电，可以在拥有一定距离的条件下也能充电。

如何把这两种充电方式完美的结合起来，成为目前研究的重点方向。而能量的传输接收方式也有两种情况，一种是通过主动辐射来进行能量的传输，不过这样做能量的传输功率有限、方向性难以控制、转换效率低、有较高的电磁辐射安全风险。第二种这时被动能量收集，但是这样做功率的级别较低，并且对于WiFi通讯信号也有影响。

不过好在目前卡柏林已经拿出了自己的成品方案，可以在一块不到1mm的无线充电板上随意进行充电，功率也可以达到20W以上，并且在中间有障碍物的情况下也可以进行比较顺畅的充电。

小结

物联网时代需要兼顾安全、低功耗、灵活、成本等特性，这也是可穿戴设备融入其中必须满足的条件。随着低功耗蓝牙方案、AMOLED屏幕、定制芯片以及充电方案等配套完善，可穿戴设备在物联网时代仍大有可为！