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- 智能穿戴中的傳感器
- 來(lái)源：
如果你了解智能穿戴的話(huà)，應(yīng)該對(duì)其中內(nèi)置的傳感器都不陌生，比如大家非常熟悉的光學(xué)心率傳感器，而正是因?yàn)楣鈱W(xué)心率傳感器的普及，也讓心率監(jiān)測(cè)的成本變得更低，而且我們也在越來(lái)越多的智能穿戴設(shè)備中見(jiàn)到了它的身影。那么除了常見(jiàn)的心率傳感器之外，還有哪些隱藏在智能穿戴設(shè)備內(nèi)部的傳感器呢？而它們又有著怎么功能呢？今天我們就來(lái)仔細(xì)盤(pán)點(diǎn)一下。
1、加速度傳感器
在智能手環(huán)的傳感器中，運(yùn)動(dòng)傳感器最為基礎(chǔ)，它包括了加速度傳感器、陀螺儀、電子羅盤(pán)傳感器、大氣壓傳感器等，其中加速度傳感器和陀螺儀應(yīng)該是大家都比較熟悉的兩個(gè)，通過(guò)測(cè)量方向和加速度力量，判斷設(shè)備是否移動(dòng)，從而達(dá)到計(jì)步的目的，而通過(guò)收集的數(shù)據(jù)匹配用戶(hù)正在進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)類(lèi)型，進(jìn)而監(jiān)測(cè)用戶(hù)的步行數(shù)、卡路里消耗量等，實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備最基本的功能
2、光學(xué)心率傳感器
光學(xué)心率傳感器是智能手環(huán)最常用的心率監(jiān)測(cè)裝置，當(dāng)電容燈光射向皮膚，透過(guò)皮膚組織反射回的光被光敏傳感器接受并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)再經(jīng)過(guò)電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再根據(jù)血液的吸光率就能測(cè)算出心率，隨著成本的不斷降低，光學(xué)心率傳感器已經(jīng)成為智能穿戴設(shè)備中最為普及的傳感器之一。
3、生物電阻抗傳感器
作為另一種監(jiān)測(cè)心率的傳感器，生物電阻抗傳感器在智能手環(huán)中比較常見(jiàn)，例如曾經(jīng)的Jawbone UP3手環(huán)中就采用這種方式來(lái)監(jiān)測(cè)心率。其原理也比較容易理解，它可通過(guò)生物肌體自身阻抗來(lái)實(shí)現(xiàn)血液流動(dòng)監(jiān)測(cè)，并轉(zhuǎn)化為具體的心率、呼吸率及皮電反應(yīng)指數(shù)，是一種更先進(jìn)的綜合生物傳感器。
不過(guò)這個(gè)方法的缺點(diǎn)也比較明顯，比如電路比較復(fù)雜、占PCB空間比較大、易受電磁干擾、測(cè)量時(shí)傳感器必須緊貼皮膚等，所以目前在智能手環(huán)中已經(jīng)比較少用到了。
4、全球定位系統(tǒng)（GPS）
手機(jī)的定位大家都比較熟悉，不過(guò)定位系統(tǒng)在智能手環(huán)或手表中的普及率并不算很高，只有一些專(zhuān)業(yè)級(jí)的運(yùn)動(dòng)手環(huán)或手表才具備GPS芯片，而且由于成本較高，此類(lèi)產(chǎn)品的的價(jià)格也會(huì)更高。比如佳明fenix5X，其中便內(nèi)置了GPS、GLONASS、北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它可以用于記錄用戶(hù)的地理位置、跑步路線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)軌跡規(guī)劃、航跡返航，對(duì)于喜歡戶(hù)外運(yùn)動(dòng)的人群來(lái)說(shuō)是絕對(duì)的剛需。
5、皮電反應(yīng)傳感器
皮電反應(yīng)傳感器是一種更高級(jí)的生物傳感器，用來(lái)測(cè)量人的喚醒度的，而喚醒度經(jīng)過(guò)大量科研實(shí)驗(yàn)證明是和人的關(guān)注度和參與度緊密聯(lián)系在一起的，通常配備在一些可以監(jiān)測(cè)汗水水平的設(shè)備上。專(zhuān)業(yè)的角度來(lái)講，人體的皮膚電阻、電導(dǎo)隨皮膚汗腺機(jī)能變化而改變，這些可測(cè)量的皮膚電改變稱(chēng)之為皮電活動(dòng)（EDA)。心理生理學(xué)家對(duì)心理上引起的汗腺活動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，來(lái)研與之相關(guān)的心理活動(dòng)，這也是一些手環(huán)可以提供用戶(hù)心情指數(shù)的重要依據(jù)。
6、溫度傳感器
顧名思義，溫度傳感器主要用于檢測(cè)用戶(hù)表皮的溫度，它通過(guò)與用戶(hù)皮膚的直接接觸，測(cè)量出皮膚的表層溫度，不過(guò)由于手表佩戴方式?jīng)Q定了，體表溫度并不能夠代替體溫，而僅僅能夠作為一種間接地參考數(shù)據(jù)，同時(shí)在智能手環(huán)中應(yīng)用的相對(duì)來(lái)說(shuō)還比較少。
7、氣壓傳感器
氣壓傳感器大家應(yīng)該也比較熟悉，它可以測(cè)量用戶(hù)所在位置的氣壓大小，從而計(jì)算出海拔高度，在運(yùn)動(dòng)手表或手環(huán)中應(yīng)用比較普遍，通過(guò)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中微弱的氣壓變化來(lái)計(jì)算出所在位置的高度變化，同時(shí)精確度在10層樓的高度運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可以控制在10CM以?xún)?nèi)，大到攀巖、小到爬樓梯的數(shù)據(jù)都可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，也是專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)手表中不可或缺的傳感器之一。
8、電容傳感器
這個(gè)相對(duì)來(lái)說(shuō)可能很少被提及，不過(guò)應(yīng)用的其實(shí)很廣，例如很多手環(huán)有一個(gè)脫腕檢測(cè)功能，其實(shí)就是利用電容傳感器監(jiān)測(cè)到電容電壓的變化，從配合算法自動(dòng)檢測(cè)用戶(hù)是否佩戴手環(huán)，及時(shí)給予用戶(hù)提醒，甚至還能起到一定的防丟作用。此外，電容傳感器其實(shí)還可以避免沒(méi)有佩戴手環(huán)場(chǎng)景下的睡眠誤判、心率監(jiān)測(cè)等。
9、霍爾傳感器
霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器，它在手環(huán)或耳機(jī)中都有應(yīng)用。它主要通過(guò)手環(huán)腕帶上內(nèi)置磁鐵，感應(yīng)耳機(jī)或腕帶之間磁通量的變化，判斷耳機(jī)或手表/手環(huán)是處于佩戴的狀態(tài)，同時(shí)也可以控制耳機(jī)的播放/暫停，實(shí)現(xiàn)“摘下即停、戴上即聽(tīng)”的功能。
10、環(huán)境光傳感器
在智能穿戴產(chǎn)品中，智能手表的續(xù)航一直是一個(gè)痛點(diǎn)，而為了進(jìn)一步延長(zhǎng)續(xù)航，環(huán)境光傳感器幾乎成為了智能手表的標(biāo)配之一。在原理方面，環(huán)境光傳感器可以感知周?chē)饩�(xiàn)情況，并告知處理芯片自動(dòng)調(diào)節(jié)顯示器背光亮度，降低產(chǎn)品的功耗，同時(shí)環(huán)境光傳感器也被廣泛應(yīng)用在手機(jī)、筆記本、平板電腦等移動(dòng)設(shè)備上。
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