安全性和續航能力仍是未來(lái)高集成度可穿戴設備的挑戰

高集成度及大數據的應用
未來(lái)幾年，我們將會(huì )看到可穿戴設備集成越來(lái)越多的運動(dòng)和環(huán)境傳感器，以及新興的生物傳感器。生物傳感器現已應用于獨立的可穿戴醫學(xué)監護儀，而且許多消費類(lèi)設備現在都提供心率測量功能。但在接下來(lái)的幾年內，消費設備將集成更廣泛的生物傳感器，如測量血氧量、血壓和血糖水平的光譜傳感器，以及確定出汗水平和pH值的皮膚電阻感應傳感器。

　　隨著(zhù)生物傳感器使用數量的增加，以及其所收集數據的準確性和可靠性的提高，我們將看到消費與醫療應用領(lǐng)域的融合。健身和生活方式設備將從消費裝置發(fā)展到提供醫療級數據。因此，你所收集的跟蹤健康和運動(dòng)水平的信息，可與你的醫生或自動(dòng)醫療監護系統共享，以便在癥狀出現前給出預警。這樣，人們就能在情況還不太嚴重、更易于實(shí)施和更有可能成功的時(shí)候，提早尋求治療或適當改變生活方式。

Dialog公司產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理 同偉

　　目前許多公司都在開(kāi)發(fā)用于醫療服務(wù)的數據共享云基礎設施，可穿戴設備是這些基礎設施的天然伙伴。隨著(zhù)可穿戴設備變得越來(lái)越常見(jiàn)和先進(jìn)，我們將有可能整理和分析來(lái)自數百萬(wàn)人積累多年的健康、健身及生活方式匿名信息。除了揭示深層的健康趨勢，這些巨大的數據集還能揭示疾病是如何發(fā)生的(所謂“超早期醫療”)。這有助于實(shí)現早期干預，以最大限度減小疾病所帶來(lái)的財務(wù)、社會(huì )及個(gè)人影響。

安全及續航能力的挑戰

　　隨著(zhù)可穿戴設備收集越來(lái)越多的敏感信息，并逐漸成為全面的數字自我，隱私和數據安全將變得至關(guān)重要。特別是在涉及醫療數據的情況下，消費者將要求最高級別的數據安全保護，而隨著(zhù)消費者的消息越來(lái)越靈通，這將成為影響購買(mǎi)決定的關(guān)鍵因素。

　　因此，數據的存儲和傳輸都必須有安全保障。第一代聯(lián)網(wǎng)可穿戴設備大多依靠其所選擇連接技術(shù)的內在安全協(xié)議，比如藍牙低功耗(Bluetooth? low energy / BLE)。最新版本的藍牙標準(藍牙4.2)提供更高的安全性，但由于藍牙設備的數量巨大，安全算法被黑客攻破的風(fēng)險始終存在。

　　可穿戴設備制造商必須考慮獨立的數據加密措施。Dialog針對可穿戴設備的解決方案采用專(zhuān)用硬件加密引擎提供銀行級安全性(包括蘋(píng)果HomeKit支持)，利用端到端加密來(lái)保證個(gè)人數據的安全。即使藍牙安全協(xié)議被破解，所傳輸的數據仍然是加密的。

　　IDC和GMI的研究一再表明，電池續航時(shí)間已成為消費者購買(mǎi)電池供電式便攜產(chǎn)品的第一考慮因素。典型鋰聚合物充電電池的容量只有40～100 mAh。在此情況下，要為包含多個(gè)傳感器的可穿戴設備供電幾天時(shí)間，意味著(zhù)需要降低系統所有部件的功耗，包括傳感器、系統、通信硬件和軟件。傳感器技術(shù)在不斷進(jìn)步并降低功率需求。Dialog通過(guò)集應用與通信硬件于一體的藍牙低功耗SoC(例如新的SmartBond DA14680和DA14681)，在系統總功耗方面不斷取得進(jìn)步。由于采用創(chuàng )新的電源管理和RF技術(shù)，這些產(chǎn)品在典型藍牙事件下的電流消耗僅為1 mA左右。

能量采集和無(wú)線(xiàn)充電

　　可穿戴設備的終極目標是實(shí)現持續的監測。這意味著(zhù)需要找到一種可為設備供電，但又無(wú)需卸下進(jìn)行充電(或更換電池)的方法。兩個(gè)顯而易見(jiàn)的方法是能量采集和無(wú)線(xiàn)充電。

　　對于能量采集，光伏電池和采集雜散RF信號是很有潛力的技術(shù)。振動(dòng)能量采集及熱電發(fā)電也是可能的，但由于人類(lèi)動(dòng)作的頻率及人體四周的溫差是有限的，這意味著(zhù)其潛力非常有限。有些制造商已經(jīng)開(kāi)始研究能量采集在可穿戴設備中的應用，例如Misfit與Swarovski開(kāi)展合作，開(kāi)發(fā)并生產(chǎn)出了通過(guò)太陽(yáng)能供電的健康監測首飾。然而，由于我們對可穿戴設備的功能要求不斷增加，能量采集似乎很難成為始終開(kāi)啟的可穿戴設備的唯一電源，而有可能充當輔助電源，幫助延長(cháng)主電池的續航時(shí)間。

　　無(wú)線(xiàn)充電則更有潛力成為主電源。由于可穿戴設備需要穿戴在身上，所以最有前途的選項是松散耦合無(wú)線(xiàn)充電，其中RF信號在一個(gè)延伸的區域內向多個(gè)獨立設備供電，類(lèi)似于Wi-Fi系統以無(wú)線(xiàn)方式將多個(gè)設備與互聯(lián)網(wǎng)相連。Dialog和Energous最近展示了針對這種系統的一個(gè)概念驗證結果，其充電半徑可達10m。