智能手環(huán)常用的功能，都是如何實現(xiàn)的？

智能手環(huán)常用的功能，都是如何實現(xiàn)的？

iseisei / 2021-05-11 10:1548503

智能穿戴設(shè)備發(fā)展到現(xiàn)在，可以做到普及的大概也只有智能手環(huán)了。確實，價格親民加上相對實用的特性使得智能手環(huán)在市場上一路高歌猛進(jìn)。說到如今智能手環(huán)的鼻祖，當(dāng)屬Fitbit Flex，雖然在之前也有過此類型的產(chǎn)品，但功能較少，而Fitbit Flex在功能上已經(jīng)基本與現(xiàn)在手環(huán)無異了，已經(jīng)可以完整的記錄步數(shù)、距離、睡眠等數(shù)據(jù)。當(dāng)然在現(xiàn)在看來，市面上已經(jīng)是國產(chǎn)智能手環(huán)的天下，但在當(dāng)時，F(xiàn)itbit Flex可以說備受追捧。

從外觀來看，F(xiàn)itbit Flex可以說是一個比較簡陋的“玩具”。但可以說從它開始，智能手環(huán)這個東西，真正開始向大眾普及。到后來小米手環(huán)發(fā)布后，其更加親民的價格又迎來了一股熱潮。此后，各種品牌的智能手環(huán)開始蜂擁而至，但最核心的功能，依然是計步、心率血氧、來電提醒等，具體這些功能是如何實現(xiàn)的呢？這篇文章我們就來聊一下。

首先我們來聊心率血氧這一功能，心率監(jiān)測可以說是目前智能手環(huán)的基礎(chǔ)功能之一了，人體血液是紅色的，紅色的反色（補(bǔ)色）是綠色，所以對綠色光的敏感度較強(qiáng)，這也是手環(huán)中的心率傳感器多為綠色的原因。綠色光線搭配著感光光電二極管可以實時監(jiān)測血液中發(fā)生的周期性變化，傳感器不停的發(fā)射光線，接收端就會接收到光線反射信號，再通過算法進(jìn)行處理就可以得到相對比較準(zhǔn)確的心率曲線了。

至于血氧，醫(yī)學(xué)上常規(guī)的測試方有有采血和指套式光電傳感器兩種，顯然這兩種方法對于智能手環(huán)來說都不太可行。所以智能手環(huán)還是依賴于傳感器進(jìn)行測試，主要原理是血液中的血紅蛋白與氧和血紅蛋白對于紅外光和紅光的吸收率不同，智能手環(huán)同時使用這兩種光線照射皮膚，收集反射光的光譜。此后再依靠這些數(shù)據(jù)，通過算法進(jìn)行處理，得出用戶的血氧值，可能相對醫(yī)學(xué)方法來說不是特別準(zhǔn)確，但對于普通用戶來說，足夠使用了。

睡眠監(jiān)測可能是目前大多數(shù)人都需要的一個功能，尤其是對于大城市生活的人們來說，失眠熬夜簡直成為家常便飯，幾乎每個人都或多或少的存在些睡眠問題。而睡眠監(jiān)控可以幫助這些人群去了解自己的睡眠情況，從而制定出一系列的應(yīng)對方法，進(jìn)而改善自己的睡眠。醫(yī)學(xué)上的睡眠監(jiān)測可以提供腦電、心電、呼吸、鼾聲等一些列的參數(shù)，但很顯然這些并不適用于大多數(shù)人群，而智能手環(huán)的睡眠監(jiān)測功能就能很好的幫助到大部分人。

大部分智能手環(huán)擁有加速度傳感器，可以記錄人的動作，只要是貼身攜帶的設(shè)備，就可以通過傳感器加算法精確的感知到用戶的動作，而且心率血氧傳感器同樣也是可以輔助監(jiān)測睡眠質(zhì)量的。在確定這些動作和心率血氧數(shù)據(jù)后，智能手環(huán)就可以通過藍(lán)牙將數(shù)據(jù)發(fā)送至手機(jī)，再通過用戶提供的個人資料，經(jīng)過種種的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析后，可以最終給用戶一個相對比較準(zhǔn)確的監(jiān)控數(shù)據(jù)，用戶就可以通過這些數(shù)據(jù)可以制定應(yīng)對措施。

運動計步同樣是智能手環(huán)最基礎(chǔ)的功能之一，而且現(xiàn)在的手機(jī)也都具有計步功能，但由于智能手環(huán)是可穿戴設(shè)備，所以數(shù)據(jù)更精確些。其實智能手環(huán)的計步功能實現(xiàn)很簡單，一個加速度傳感器就可以了，人走路不可避免的就是擺臂，而利用擺臂，加速度傳感器就可以進(jìn)行監(jiān)測。簡單來說就是通過測量走路方向和力量加速度，通過位置來判斷設(shè)備是否處于移動狀態(tài)，從而給出計步數(shù)據(jù)。

而現(xiàn)在手環(huán)中除了計步之外，還有許多運動選項可以選擇，比如慢跑、游泳、球類等，這事還是傳感器+算法提供的功能。得益于精確的傳感器機(jī)上強(qiáng)大的算法，通過計算不同情況下的數(shù)據(jù)，結(jié)合用戶所選擇的運動狀態(tài)，去計算出消耗的能量之類的數(shù)據(jù)。這些功能似乎不難實現(xiàn)，但我們能以比較簡單的智能手環(huán)就可以得出，也確實得益于目前智能手環(huán)廠商的各種技術(shù)創(chuàng)新。

以上圖片均來源于網(wǎng)絡(luò)

可以說，目前我們在市場上能買到的智能手環(huán)品牌越來越多，但在基本功能上能得到的基本相同，說到底都是傳感器加上軟件。唯一不同的可能是各廠商的軟件算法，也是由于各廠商算法的調(diào)校優(yōu)化不同，所以在體驗上也就有了不同。其實做到功能合格很簡單，而將功能做到極致卻很難。在智能手環(huán)的選擇上，不要單純看參數(shù)，更重要的還是看體驗。

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