要真正提供幫助，技術(shù)必須對用戶透明;對于駕駛員而言，駕駛的實(shí)際行為可以迅速變?yōu)榘胱詣?dòng)，允許控制車輛的人同時(shí)協(xié)調(diào)許多不同的任務(wù)，例如觀察周圍環(huán)境，識別潛在危險(xiǎn)并調(diào)整車輛速度并在必要時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。將車輛視為技術(shù)是完全合適的，但實(shí)際上車輛有兩個(gè)不同的方面;生成運(yùn)動(dòng)的部分和控制該運(yùn)動(dòng)的部分。最初這兩個(gè)部件都是機(jī)械部件，但今天它是負(fù)責(zé)控制的電子控制單元;驅(qū)動(dòng)器使我們遠(yuǎn)離仍然主要產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的機(jī)械過程。

同樣，可穿戴技術(shù)需要對用戶透明，而且預(yù)計(jì)不會(huì)提供相同的技術(shù)。作為一種載體，它將成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?它將通過適應(yīng)我們今天生活的方式實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，而不是對我們施加改變。

這與目前正在開發(fā)的大部分可穿戴技術(shù)形成對比，旨在鼓勵(lì)我們改變我們的生活方式，最明顯的是通過健身和健康輔助工具來衡量我們鍛煉的方式，我們的一般活動(dòng)，甚至我們的睡眠模式。通過測量和分析我們的一舉一動(dòng)，我們將能夠更好地改變我們的生活方式。今天，這在很大程度上僅限于身體活動(dòng)，但未來它可能會(huì)延伸到我們的飲食，或許，我們觀察和聆聽的內(nèi)容。事實(shí)上，我們通常消費(fèi)的所有東西都會(huì)對我們的健康產(chǎn)生可測量的影響，而且隨著可穿戴技術(shù)的發(fā)展，它無疑會(huì)擴(kuò)展到我們醒來和沉睡生活的各個(gè)方面。

不要恐慌！

如果所有這些聽起來都有點(diǎn)反烏托邦，那么我們不要忘記智能手機(jī) - 當(dāng)今流通最多產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)之一 - 已經(jīng)能夠記錄我們的很多活動(dòng)。這產(chǎn)生的數(shù)據(jù)非常寶貴;幸運(yùn)的是，它也屬于智能手機(jī)所有者，未經(jīng)許可不得訪問，但它存在的事實(shí)已經(jīng)在為數(shù)據(jù)創(chuàng)建新的應(yīng)用程序和市場。只有通過使用可穿戴技術(shù)記錄更多關(guān)于個(gè)人的數(shù)據(jù)變得可能且更可行時(shí)，這種情況才會(huì)持續(xù)下去。

今天有些公司正在創(chuàng)建能夠測量和使用活動(dòng)水平的解決方案監(jiān)測一般健康水平和現(xiàn)有醫(yī)療條件的數(shù)據(jù);但在不久的將來，相同的數(shù)據(jù)將被用于預(yù)測潛在的條件，并且通過共享該數(shù)據(jù)，它將允許健康專業(yè)人員磨練用于進(jìn)行這些預(yù)測的算法，從而允許更準(zhǔn)確和更早的診斷。

這種可穿戴技術(shù)可以產(chǎn)生有價(jià)值的數(shù)據(jù)，可以對數(shù)百萬人的生活產(chǎn)生積極的影響，而不僅僅是個(gè)人的生活，在這一點(diǎn)上，可穿戴技術(shù)將進(jìn)入其發(fā)展的新階段。前面的例子描述了電子學(xué)如何讓汽車進(jìn)化并使我們遠(yuǎn)離潛在的機(jī)制。同樣，電子產(chǎn)品使可穿戴技術(shù)也能做到這一點(diǎn)。最值得注意的例子是傳感器和控制器之間的持續(xù)集成，這些傳感器和控制器正變得越來越小，速度越來越快。也許實(shí)現(xiàn)這種增加的集成的最重要的一個(gè)方面是MEMS技術(shù)，現(xiàn)在廣泛用于創(chuàng)建包括陀螺儀，磁力計(jì)和加速度計(jì)的運(yùn)動(dòng)傳感器。當(dāng)所有這些方面集中在一個(gè)設(shè)備中時(shí)，它們被稱為9軸傳感器，通過添加數(shù)字處理，結(jié)果可以是適用于更廣泛的可穿戴技術(shù)的完全集成設(shè)備。

高度集成的9軸傳感器的一個(gè)例子是InvenSense的MotionTracking系列，其中包括MPU-9250多芯片模塊，包括一個(gè)具有3軸陀螺儀和3軸加速度計(jì)的芯片，以及另一個(gè)具有3個(gè) - 軸磁力計(jì)（框圖見圖1）。它還具有數(shù)字運(yùn)動(dòng)處理器，整個(gè)器件采用3 mm 2 封裝，高度僅為1 mm。這使得它真正可穿戴并適用于當(dāng)今許多應(yīng)用，如健身監(jiān)視器，但它同樣可以用于檢測，分析和記錄任何形式的運(yùn)動(dòng)的高級應(yīng)用程序。

圖1：來自InvenSense的MotionTracking 9軸傳感器MPU-9250的框圖

三個(gè)傳感器中的每一個(gè)都由三個(gè)專用服務(wù)器提供服務(wù)16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）通過I 2 C或SPI接口訪問和控制器件（SPI接口能夠以20 MHz的頻率訪問傳感器和中斷寄存器） ，對于需要快速響應(yīng)的應(yīng)用而言。

InvenSense采用晶圓級鍵合將CMOS MEMS和數(shù)字控制芯片集成在一個(gè)QFN封裝中。陀螺儀和加速計(jì)傳感器提供可編程的滿量程范圍，還包括輔助主控I 2 C總線，允許設(shè)備訪問外部傳感器（如壓力傳感器）的數(shù)據(jù)。還集成了數(shù)字輸出溫度傳感器，該設(shè)備包括用于陀螺儀，加速度計(jì)和溫度傳感器的可編程數(shù)字濾波器。

由于運(yùn)動(dòng)通常很慢，與微處理器相比，設(shè)備支持低 - 功率模式允許它維持手勢識別和計(jì)步器功能等功能，同時(shí)處理器保持睡眠模式，從而保持系統(tǒng)功率。

對低功耗的需求

關(guān)鍵要素能夠推動(dòng)下一波可穿戴技術(shù)發(fā)展的技術(shù)將是功率，或者說能夠在消耗非常低的功率水平的同時(shí)發(fā)揮功能。電池技術(shù)的發(fā)展幾乎與電路集成一樣快，現(xiàn)在有超薄，柔性電池的例子可以制成幾乎任何尺寸和形狀，同時(shí)仍能提供相對較高的功率。然而，事實(shí)仍然是，任何可穿戴技術(shù)中最大的組件之一是至少在一段時(shí)間內(nèi)仍然是電池。

從環(huán)境因素中收集能量或清除能量的概念，如熱量，運(yùn)動(dòng)或陽光無疑會(huì)發(fā)展成為可穿戴技術(shù)的重要元素，但以這種方式收獲的能量總是相對較小。因此，為了使能量收集對可穿戴技術(shù)產(chǎn)生真正的影響，針對該應(yīng)用領(lǐng)域的集成解決方案需要以更少的成本提供更多。在批量生產(chǎn)中已有越來越多的例子。

一個(gè)例子是Maxim Integrated的MAX32620/1，它被描述為一種高性能，超低功耗的ARM Cortex ? -M4F微控制器，主要針對包括運(yùn)動(dòng)手表在內(nèi)的可充電設(shè)備，健身監(jiān)視器，可穿戴醫(yī)療補(bǔ)丁，便攜式醫(yī)療設(shè)備和傳感器集線器。從閃存執(zhí)行時(shí)，其有功功率為96μA/MHz，在啟用實(shí)時(shí)時(shí)鐘時(shí)，低功耗時(shí)功耗僅為600 nA（框圖見圖2）。

圖2：Maxim Integrated的MAX32620/1框圖（點(diǎn)擊此處查看完整尺寸的圖像。）

該設(shè)備的一個(gè)關(guān)鍵特性是其外圍設(shè)備管理單元（PMU），它是一個(gè)專用處理引擎，能夠在主CPU保持睡眠狀態(tài)時(shí)為高級外設(shè)總線（APB）和高級高性能總線（AHB）上的外設(shè)提供服務(wù)。許多制造商現(xiàn)在采用這種技術(shù)在事件觸發(fā)的應(yīng)用中提供更低功率的操作。 PMU有六個(gè)可以并行工作的獨(dú)立通道，有自己的專用操作碼，可以通過SRAM進(jìn)行編程，其動(dòng)作可以從外設(shè)直接產(chǎn)生的中斷條件啟動(dòng)。

最重要的是，對于可穿戴應(yīng)用，MAX32620/1封裝在81球晶圓級封裝中，每側(cè)尺寸小于4 mm，球間距僅為0.4 mm。但是，可以在更小的封裝中實(shí)現(xiàn)更高的集成度;可穿戴技術(shù)的一個(gè)主要部分是連接，以及設(shè)計(jì)為“隱形”的應(yīng)用，這意味著無線連接，或者更具體地說，藍(lán)牙。

藍(lán)牙低功耗（BLE）正迅速成為標(biāo)準(zhǔn)對于將構(gòu)成個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的一部分的設(shè)備，例如可穿戴技術(shù)，尤其是因?yàn)樗试S他們輕松地與智能手機(jī)通信以共享可能產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)。賽普拉斯半導(dǎo)體公司的PSoC 4xx7_BLE系列集成了ARM Cortex ? -M0 +內(nèi)核，BLE子系統(tǒng)和公司自己的可編程邏輯技術(shù)，以及一系列模擬和混合信號功能（參見圖3為方框圖）。

圖3：賽普拉斯半導(dǎo)體PSoC 4xx7_BLE的框圖

該器件還具有能夠驅(qū)動(dòng)4個(gè)公共端和32個(gè)段的LCD控制器，以及賽普拉斯的CapSense ?技術(shù)，它可以分配給任何受軟件控制的GPIO引腳。

它可以使用1.7到5.5 V的電源供電，并支持多種睡眠模式，可以延長電池壽命，具體取決于應(yīng)用程序的要求。例如，在休眠模式下，提供的電流消耗僅下降到150 nA，同時(shí)仍保留RAM的內(nèi)容。

對于需要此級別功能和通信的應(yīng)用，PSoC 4可用于68球形薄WLCSP（晶圓級芯片級封裝）尺寸僅為3.52 mm x 3.91 mm x 0.4 mm，球間距為0.4 mm。

結(jié)論

可穿戴技術(shù)不是新技術(shù);可以說，第一塊戴在手腕上而不是作為表鏈的手表是一百多年前這一類別中最早的一個(gè)例子。目前由于各種原因而重新流行，今天的可穿戴技術(shù)大部分仍然是專為手腕設(shè)計(jì)的，但更多地側(cè)重于以某種方式幫助佩戴者;主要是作為健身監(jiān)視器，但這很快變成了類似于智能手機(jī)的東西。

然而，就像原來的手表一樣，這些也可以被視為主要的單向數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，因?yàn)榻换ト匀换诟嬖V佩戴者他們需要（或想要）知道的事情，例如他們的心率，或新消息已經(jīng)到來。下一波可穿戴設(shè)備將把這種互動(dòng)提升到一個(gè)新的水平;通過成為數(shù)據(jù)創(chuàng)建中心，佩戴設(shè)備的人將成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不可分割的一部分?？梢约僭O(shè)這將把物聯(lián)網(wǎng)變成我們的互聯(lián)網(wǎng)。