智能手环常用的功能,都是如何实现的?

智能穿戴设备发展到现在,可以做到普及的大概也只有智能手环了。确实,价格亲民加上相对实用的特性使得智能手环在市场上一路高歌猛进。说到如今智能手环的鼻祖,当属Fitbit Flex,虽然在之前也有过此类型的产品,但功能较少,而Fitbit Flex在功能上已经基本与现在手环无异了,已经可以完整的记录步数、距离、睡眠等数据。当然在现在看来,市面上已经是国产智能手环的天下,但在当时,Fitbit
Flex可以说备受追捧。

从外观来看,Fitbit Flex可以说是一个比较简陋的“玩具”。但可以说从它开始,智能手环这个东西,真正开始向大众普及。到后来小米手环发布后,其更加亲民的价格又迎来了一股热潮。此后,各种品牌的智能手环开始蜂拥而至,但最核心的功能,依然是计步、心率血氧、来电提醒等,具体这些功能是如何实现的呢?这篇文章我们就来聊一下。

首先我们来聊心率血氧这一功能,心率监测可以说是目前智能手环的基础功能之一了,人体血液是红色的,红色的反色(补色)是绿色,所以对绿色光的敏感度较强,这也是手环中的心率传感器多为绿色的原因。绿色光线搭配着感光光电二极管可以实时监测血液中发生的周期性变化,传感器不停的发射光线,接收端就会接收到光线反射信号,再通过算法进行处理就可以得到相对比较准确的心率曲线了。

至于血氧,医学上常规的测试方有有采血和指套式光电传感器两种,显然这两种方法对于智能手环来说都不太可行。所以智能手环还是依赖于传感器进行测试,主要原理是血液中的血红蛋白与氧和血红蛋白对于红外光和红光的吸收率不同,智能手环同时使用这两种光线照射皮肤,收集反射光的光谱。此后再依靠这些数据,通过算法进行处理,得出用户的血氧值,可能相对医学方法来说不是特别准确,但对于普通用户来说,足够使用了。

睡眠监测可能是目前大多数人都需要的一个功能,尤其是对于大城市生活的人们来说,失眠熬夜简直成为家常便饭,几乎每个人都或多或少的存在些睡眠问题。而睡眠监控可以帮助这些人群去了解自己的睡眠情况,从而制定出一系列的应对方法,进而改善自己的睡眠。医学上的睡眠监测可以提供脑电、心电、呼吸、鼾声等一些列的参数,但很显然这些并不适用于大多数人群,而智能手环的睡眠监测功能就能很好的帮助到大部分人。

大部分智能手环拥有加速度传感器,可以记录人的动作,只要是贴身携带的设备,就可以通过传感器加算法精确的感知到用户的动作,而且心率血氧传感器同样也是可以辅助监测睡眠质量的。在确定这些动作和心率血氧数据后,智能手环就可以通过蓝牙将数据发送至手机,再通过用户提供的个人资料,经过种种的数据经过分析后,可以最终给用户一个相对比较准确的监控数据,用户就可以通过这些数据可以制定应对措施。

运动计步同样是智能手环最基础的功能之一,而且现在的手机也都具有计步功能,但由于智能手环是可穿戴设备,所以数据更精确些。其实智能手环的计步功能实现很简单,一个加速度传感器就可以了,人走路不可避免的就是摆臂,而利用摆臂,加速度传感器就可以进行监测。简单来说就是通过测量走路方向和力量加速度,通过位置来判断设备是否处于移动状态,从而给出计步数据。

而现在手环中除了计步之外,还有许多运动选项可以选择,比如慢跑、游泳、球类等,这事还是传感器+算法提供的功能。得益于精确的传感器机上强大的算法,通过计算不同情况下的数据,结合用户所选择的运动状态,去计算出消耗的能量之类的数据。这些功能似乎不难实现,但我们能以比较简单的智能手环就可以得出,也确实得益于目前智能手环厂商的各种技术创新。

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可以说,目前我们在市场上能买到的智能手环品牌越来越多,但在基本功能上能得到的基本相同,说到底都是传感器加上软件。唯一不同的可能是各厂商的软件算法,也是由于各厂商算法的调校优化不同,所以在体验上也就有了不同。其实做到功能合格很简单,而将功能做到极致却很难。在智能手环的选择上,不要单纯看参数,更重要的还是看体验。

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