可穿戴电子设备的挑战

• 信息娱乐：用于通知信息和休闲娱乐，包括音乐、照片、视频、方位定向和电子邮件。
• 活动追踪：用于监测人体活动和机能（例如步行、睡眠、心率和摄食量），以便即时为消费者个人提供重要的反馈信息，使其可相应地改变自己的行为。
• 健康监测：用于监测确诊疾病，很快将能支持诊断，但此类技术的监管要求和关于隐私的担忧还必须经过一段漫长的发展期和反复的测试。
• 工业和企业：这一领域关注的焦点是佩戴在手腕上的终端，目的在于提供实时数据，包括监测工厂流程和更新仓库库存。预计智能眼镜和手环将能迅速获得工业领域中的远程无电脑工作者的广泛采用。
• 单兵系统：集成个人网络、传感器、外部通讯和电源以管理这些系统。一个目标是将士兵链接到更大的战场，并使用连接器和电缆来连接子系统，而这些子系统必须具有较高的性能且坚固耐用，同时减轻总重量，以便于徒步行走的士兵佩戴。

传感器是可穿戴电子设备中的一个重要部件，且未来的趋势将是越来越小、越来越精细。目前市面上有各种类型的传感器可用，但最常见的一种还是惯性测量装置，通常就是指加速度计。加速度计可以跟踪特定的运动数据、方向及其强度或速度。加速度计的一个简单示例是当移动电话或平板电脑旋转（输入）时，设备会对该运动进行处理，然后相应地旋转屏幕（输出）。
其他常见的传感器包括压力、温度、位置和湿度传感器，支持指南针、GPS 和陀螺仪等应用以检测运动。医疗应用中所使用的传感器可用于测量和监控血流量、脉搏、血压、血氧含量、肌肉运动、体脂和体重。最成功的可穿戴设备就是使用特定算法来处理原始传感数据并转换成可操作、有意义的结果，以供用户使用。

可穿戴电子设备必须能够与外界通信。虽然通过短程无线电或其他无线协议实现无线连接的做法很常见，但通常还是需要通过 USB 端口进行有线连接。

许多可穿戴设备都会有一个视频显示屏或触摸屏，以便进行用户交互。此类小显示屏的一大挑战是易用性。即使是智能手表上的高分辨率显示屏也无法提供太多的空间。若要保持可用性，就需要在屏幕上可容纳的信息量与生成信息的可读性之间实现良好的平衡。管理这些显示屏的功耗是行业领先的可穿戴设备制造商的主要研发动力。他们广泛采用了电子墨水或电子纸张等低功率的替代方案，而不是全彩色 LCD 或 OLED 显示屏。与任何电子设备一样，可穿戴设备也必须通过充电电池或其他充电方法进行供电。这通常需要有一个专门的端口用于连接电源，以便对电池进行充电。无线电力传输逐渐成为新型可穿戴设备中要集成的一项关键特性，同时对设备提出了防水要求。

可穿戴电子设备的另一个常见标志是能够在更新或更改一个应用的同时运行多个应用。例如，智能手表与移动电话十分相似。它就是一个小型计算机，使佩戴者能够执行多项不同的任务，同时独立连接到互联网以更新和下载关键应用程序。

物联网的关键因素是使用互联网协议 (IP)。IP 是指以太网和互联网用来控制信息流的一种通信协议。每个连接设备都拥有一个 IP 地址，用来与其他所有 IP 设备进行通信。防火墙、密码和其他安全措施可控制哪些设备可互相通信。可穿戴电子设备也是凭借 IP 地址加入物联网。
加入物联网的一大优势是可穿戴电子设备不必一定作为独立设备而存在。可以将健身手环收集的活动数据下载到计算机上的应用中，该应用可提供随时间变化的详细趋势分析以跟踪进度。手表中的音乐播放器可使用云计算检索歌曲。最终结果是无论身处何方，只需一个靠近身体或佩戴在身上的小设备，人们就能与各式各样的物体进行交互 – 电视机、家、汽车、家用电器和救生设备，尽情探索可穿戴电子设备和物联网的精彩世界。

将这些元件整合到合适的外形尺寸和合适的可制造性水平是一大挑战。作为连接领域的领导者，TE 与可穿戴电子设备的设计人员和制造商密切合作。图 2 显示了智能手表中常用的连接器解决方案。这些以及其他组件大多具有一个关键特性，就是外形小巧且占用空间少。外形小巧尤其重要，这样设备本身才能采用超薄设计。

空间十分有限，因此部件集成后不仅能简化系统，还能在可用空间内实现效率最大化。天线可直接嵌入在壳体内，如图 3 的移动电话中所示。有了此类模制互连器件 (MID) 和新兴天线技术，可将电路迹线、接地层和屏蔽层集成到模缩套内。基质可以是精心设计制作的塑料或复合物。复合物变得越来越具有吸引力，因为它们能提高材料强度，并能以极具成本效益的方式进行模制和金属化。

无线充电的缺点包括：效率更低、发热更高和充电更慢。这些问题都彼此相关，通过采用更新的线圈结构和更高的耦合频率即可加以改善。大多数可穿戴设备的功率极低，因此这些缺点的影响可能微乎其微。

电子可穿戴设备市场面临的挑战是，创建可以提供有用数据以帮助改善我们的生活的设备。无论是佩戴在手腕上、头上还是脚上，可穿戴设备必须外观时尚、坚固耐用并可轻松充电。