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可穿戴設(shè)備
在這個(gè)瞬息萬(wàn)變的世界里，一切都在以驚人的速度發(fā)展。以可穿戴設(shè)備為例，隨著技術(shù)的不斷變化，它能讓我們更容易地跟蹤有用的信息，使得我們的生活無(wú)縫且輕松。假如你想記錄并跟蹤自己的健康狀況，可以佩戴智能手表或穿上智能服裝；或者一個(gè)智能頭盔，可以讓你既聽(tīng)音樂(lè)，又能使用GPS或接聽(tīng)電話；又或者，你想解鎖汽車(chē)，車(chē)鑰匙也可以不用了，你的智能手機(jī)或智能手環(huán)就能做這件事。
說(shuō)起來(lái)很玄幻，實(shí)則這些可穿戴技術(shù)正在走入我們的日常生活。研究公司IDC估計(jì)，在全球范圍內(nèi)2021年銷(xiāo)售了約5.47億只可穿戴設(shè)備，相比2020年增長(zhǎng)23%，這個(gè)數(shù)字包括智能手表、健身跟蹤器等。IDC還預(yù)測(cè)，到2025年，可穿戴設(shè)備的銷(xiāo)量將達(dá)到7.77億只。
圖1：全球可穿戴設(shè)備銷(xiāo)量預(yù)測(cè)，單位：百萬(wàn)只（圖源：IDC）
推動(dòng)可穿戴技術(shù)市場(chǎng)增長(zhǎng)的關(guān)鍵因素包括消費(fèi)者對(duì)尖端設(shè)備的偏好，以及物聯(lián)網(wǎng)和聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的日益普及。此外，可穿戴設(shè)備在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的采用以及多功能和混合應(yīng)用移動(dòng)設(shè)備為可穿戴技術(shù)市場(chǎng)的增長(zhǎng)提供了新機(jī)遇。
因此，Markets and Markets在其分析報(bào)告中指出，可穿戴技術(shù)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將從2021年的1162億美元增長(zhǎng)到2026年的2654億美元，年增長(zhǎng)率高達(dá)18%。
2022年六大可穿戴技術(shù)趨勢(shì)
隨著越來(lái)越多的人把健康和健身放在首位，可穿戴技術(shù)的發(fā)展也主要圍繞這些應(yīng)用展開(kāi)。綜合來(lái)看，2022年的可穿戴技術(shù)將在以下六大方向取得進(jìn)展。
智能服裝
可穿戴技術(shù)的出現(xiàn)及其在健身追蹤器中的大規(guī)模應(yīng)用已經(jīng)蔓延到其他領(lǐng)域，如醫(yī)療可穿戴設(shè)備和相關(guān)服裝或時(shí)尚產(chǎn)品。通常，由電子設(shè)備（傳感器和微控制器）驅(qū)動(dòng)的服裝被稱為智能服裝或聯(lián)網(wǎng)服裝，它們也是可穿戴設(shè)備家族的一部分。
智能服裝是在傳統(tǒng)用途之外增加了高科技的新功能，是新型的智能可穿戴設(shè)備。它可以通過(guò)特定應(yīng)用程序與手機(jī)和筆記本電腦連接，從而記錄人體活動(dòng)指標(biāo)和關(guān)鍵生物特征，供人們隨時(shí)檢查自己的健康狀況。智能服裝檢測(cè)的數(shù)據(jù)包括但不限于生命體征、心率、睡眠模式、生物特征，也包括部分環(huán)境數(shù)據(jù)，如紫外線暴露、二氧化碳等。
根據(jù)Markets and Markets的市場(chǎng)研究，智能服裝市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從2019年的16億美元增長(zhǎng)到2022年的53億美元。
智能頭盔
大多數(shù)人會(huì)覺(jué)得戴頭盔很無(wú)聊，甚至不愿意佩戴。現(xiàn)在有了內(nèi)置揚(yáng)聲器和GPS的智能頭盔，因其使用電容耦合，可將聲音轉(zhuǎn)換為振動(dòng)，哪怕是在騎行時(shí)也可以輕松地聽(tīng)音樂(lè)。除此之外，這些頭盔還可以幫助你接打電話、記錄騎行節(jié)奏、卡路里消耗情況、路線、速度和耐力等信息。
根據(jù)global view research的數(shù)據(jù)，從2019年到2022年，智能頭盔市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將達(dá)到18%。這意味著許多人正在轉(zhuǎn)向佩戴智能頭盔，在保持安全的同時(shí)還能享受各種樂(lè)趣和便利。
智能眼鏡
智能眼鏡已經(jīng)誕生多年，是市場(chǎng)認(rèn)知度頗高的可穿戴設(shè)備。新一代的智能眼鏡將全面融合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、攝像頭、藍(lán)牙、內(nèi)置耳塞、噪音消除、人臉識(shí)別、健康感知、音頻錄制等功能，可以像智能手機(jī)一樣完成幾乎所有的任務(wù)。
根據(jù)Statista的數(shù)據(jù)，到2022年，全球AR眼鏡的收入預(yù)計(jì)將達(dá)到約197億美元。
智能戒指
憑借相對(duì)較低的價(jià)格，無(wú)論是作為迷你智能手機(jī)還是兼作健身跟蹤器，智能手表曾經(jīng)一度成為市場(chǎng)上炙手可熱的可穿戴產(chǎn)品。在即時(shí)互動(dòng)時(shí)代，智能手表還能幫助接收社交媒體通知。有健康意識(shí)的人，可以使用合適的智能手表監(jiān)控他們的睡眠、血糖水平、燃燒的卡路里、血壓等。
隨著技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)可穿戴設(shè)備的追求將從手腕進(jìn)一步下移到手指，也就是說(shuō)，為戒指這個(gè)首飾品賦予一定的智能屬性。屆時(shí)，手指上佩戴的智能戒指不僅能夠用來(lái)記錄我們的健康狀況，還可以刷卡付款、接收社交媒體通知等。那些需要花大量時(shí)間開(kāi)會(huì)，又不便查看手機(jī)的商務(wù)人士，他們很可能是智能戒指最初的目標(biāo)客戶。
智能植入設(shè)備
如今，市場(chǎng)上大多數(shù)可穿戴設(shè)備都會(huì)包含健康監(jiān)測(cè)功能，在醫(yī)療應(yīng)用上可穿戴解決方案更是取得了很大進(jìn)展。
今年美國(guó)CES期間，雅培的總裁兼首席執(zhí)行官羅伯特·福特就宣布即將推出一個(gè)名為L(zhǎng)ingo的“生物穿戴設(shè)備”，這些植入設(shè)備能夠跟蹤人體的血糖、酮、乳酸甚至酒精水平，從而幫助人們有效開(kāi)展運(yùn)動(dòng)、健康和營(yíng)養(yǎng)管理。用一個(gè)在體內(nèi)植入的設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控并記錄自己的健康狀況，是不是很酷？將血糖和心率監(jiān)測(cè)整合到一個(gè)更小的貼片中，讓患者佩戴在皮膚上，是不是很實(shí)用？
在2022年，比智能眼睛、智能手表更貼合人體的智能植入設(shè)備有望形成一波市場(chǎng)熱點(diǎn)。
智能支付可穿戴設(shè)備
根據(jù)Markets and Markets的分析數(shù)據(jù)，到2025年，全球非接觸式支付市場(chǎng)的價(jià)值將達(dá)到180億美元，其中智能手機(jī)以及商業(yè)中的可穿戴技術(shù)是推動(dòng)市場(chǎng)激增的重要因素。
NFC或近場(chǎng)通信技術(shù)能將智能設(shè)備連接到信用卡和預(yù)付借記卡等資產(chǎn)，將這些技術(shù)融合在在可穿戴設(shè)備中用來(lái)提供電子支付功能，可極大地拓展可穿戴設(shè)備的應(yīng)用范圍。
可穿戴技術(shù)解決方案推薦
制造商在設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)新的可穿戴設(shè)備時(shí)總會(huì)面臨各種挑戰(zhàn)，從安全性、防水技術(shù)、電池和傳感器保護(hù)，到為皮膚提供舒適性和耐用性等，各種因素都必須綜合考慮。一套完整的可穿戴技術(shù)方案非常有利于制造商將高科技需求無(wú)縫地融入到設(shè)備中。
01、英飛凌豐富的可穿戴健康技術(shù)方案
可穿戴健康設(shè)備的設(shè)計(jì)必須纖細(xì)小巧、方便攜帶且易于使用，其他還要綜合考慮包括測(cè)量精度、操作持久性以及穩(wěn)定性等設(shè)計(jì)因素。此外，一款成功的可穿戴健康設(shè)備必須安全、有效且高效，符合人機(jī)工程學(xué)要求，且在各種條件下不影響測(cè)量精度。
英飛凌的產(chǎn)品組合和解決方案能滿足上述所有需求：能耗極低的英飛凌小型傳感器可提供優(yōu)質(zhì)的運(yùn)動(dòng)、健康和活動(dòng)監(jiān)測(cè)服務(wù)；RF產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)縫連接和位置跟蹤；無(wú)線充電讓設(shè)備充電變得更簡(jiǎn)單。
可穿戴設(shè)備所收集的用戶數(shù)據(jù)的隱私性和安全性同樣非常重要，PSoC微控制器是一款基于ARM Cortex-M處理器，內(nèi)置高性能可編程模擬模塊、基于PLD的可編程數(shù)字模塊、可編程互連以及電容傳感解決方案CapSense的可編程嵌入式片上系統(tǒng)解決方案，具有關(guān)鍵安全特性。另外，英飛凌的60GHz雷達(dá)解決方案有望用于血壓監(jiān)測(cè)和生命體征感測(cè)等未來(lái)健康監(jiān)測(cè)方案中。
圖2：可穿戴健康技術(shù)解決方案系統(tǒng)框圖
（圖源：Infineon）
圖2為可穿戴健康技術(shù)方案系統(tǒng)框圖，除白色方框外，英飛凌的產(chǎn)品幾乎覆蓋了方案中涉及的所有應(yīng)用模塊。其中，一些有代表性的產(chǎn)品包括：
英飛凌DPS368是一款超高精度（±2厘米）和低功耗的小型數(shù)字壓力傳感器，能夠同時(shí)測(cè)量壓力和溫度，可在50米水下正常工作一小時(shí)。
IM69D130是一款高性能數(shù)字化麥克風(fēng)，采用英飛凌的雙背板MEMS技術(shù)，擁有105dB的動(dòng)態(tài)范圍以及高達(dá)130dBSPL的線性輸出，可提供極其清晰的音頻信號(hào)。
PSoC 61是一款真正的可編程嵌入式片上系統(tǒng)，它建立在超低功耗40納米平臺(tái)上，采用Arm Cortex-M4 CPU，集成了可配置的模擬和數(shù)字外設(shè)、低功耗閃存技術(shù)，以及CapSense觸摸和近距離應(yīng)用技術(shù)。安全性也內(nèi)置在平臺(tái)架構(gòu)中，并帶有硬件加密加速器、內(nèi)存和外圍保護(hù)單元?？梢哉f(shuō)PSoC 61是一款專為可穿戴設(shè)備、便攜式醫(yī)療設(shè)備、智能家居等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。
02、STMicroelectronics可穿戴支付解決方案
可穿戴設(shè)備制造商在設(shè)計(jì)一流的可穿戴設(shè)備時(shí)常常會(huì)面臨多重挑戰(zhàn)，其中“安全”和“非接觸式通信”是其中的兩個(gè)重要領(lǐng)域。從ST31安全微控制器到集成了NFC控制器、安全元件和eSIM的ST54解決方案，STMicroelectronics的產(chǎn)品為支付、運(yùn)輸和多種非接觸式服務(wù)提供完整的解決方案。
ST31雙接口安全微控制器主要面向銀行、身份識(shí)別、付費(fèi)電視和交通等高度安全等應(yīng)用。憑借ARM SecurCore SC000處理器和針對(duì)非接觸性能優(yōu)化的體系結(jié)構(gòu)，ST31提供了廣泛的產(chǎn)品組合，可實(shí)現(xiàn)安全、快速的非接觸式交易。與此同時(shí)，ST31還支持多協(xié)議RF接口，增強(qiáng)了通用性。結(jié)合ST的NFC控制器ST21NFC，ST31能滿足可穿戴設(shè)備中支付、運(yùn)輸或多應(yīng)用集成的各種要求。
數(shù)據(jù)保護(hù)和系統(tǒng)安全越來(lái)越重要。ST33是業(yè)內(nèi)首款采用Arm SecurCore SC300安全處理器的微控制器，其靈活的架構(gòu)讓ST在嵌入式SIM（eSIM）、嵌入式安全單元（eSE）、可信平臺(tái)模塊（TPM）等新型安全芯片開(kāi)發(fā)領(lǐng)域如魚(yú)得水。ST33系列產(chǎn)品提供經(jīng)過(guò)強(qiáng)化的設(shè)計(jì)安全性和用戶友好的外形，兼?zhèn)浔憷耘c強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)攻擊防御性能，是可穿戴設(shè)備、SIM卡廠商、智能手機(jī)、安全讀取器等廠商優(yōu)選的嵌入式安全平臺(tái)。
STPay-Mobile是ST推出的移動(dòng)支付平臺(tái)方案，整個(gè)平臺(tái)主要運(yùn)行在ST54 SoC系列之上。該平臺(tái)能有效簡(jiǎn)化智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備上的公交卡和支付卡的虛擬化應(yīng)用，同時(shí)符合此類(lèi)應(yīng)用嚴(yán)苛的安全標(biāo)準(zhǔn)。以ST54J SoC為例，它單片集成了非接觸式前端(CLF)電路和安全單元(SE)，為在移動(dòng)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)安全交易創(chuàng)建了一個(gè)高能效的小尺寸的解決方案。
圖3：ST可穿戴安全支付解決方案框圖
（圖源：STMicroelectronics）
從ST31、ST33安全微控制器，到基于ST54系列的STPay的全方位NFC解決方案，STMicroelectronics為可穿戴智能支付功能提供了一整套預(yù)認(rèn)證的交鑰匙解決方案。
結(jié)語(yǔ)
可穿戴技術(shù)已有近30年的歷史，隨著GPS或IMU（由加速計(jì)、陀螺儀等組成）這些過(guò)去主要用在智能手機(jī)上的傳感器正在逐漸整合到專用的可穿戴設(shè)備中，使得可穿戴設(shè)備具備了健身跟蹤以及身體健康監(jiān)測(cè)等功能。
現(xiàn)在，可穿戴產(chǎn)品已經(jīng)細(xì)分為腕帶式、頭戴式及眼鏡、戒指、鞋類(lèi)、緊身衣、珠寶等諸多系列。Markets and Markets數(shù)據(jù)表明，腕帶式市場(chǎng)在2021年達(dá)到779億美元，但在2021年和2026年期間，頭戴式市場(chǎng)預(yù)計(jì)將以30%的年復(fù)合增長(zhǎng)率成長(zhǎng)，發(fā)展勢(shì)頭尤為迅猛。
市場(chǎng)的進(jìn)一步細(xì)化讓我們注意到，智能服裝、智能戒指、智能植入設(shè)備這些目前市場(chǎng)占有率并不高的產(chǎn)品，有望在接下來(lái)的市場(chǎng)中謀得一席之地。此外，在解決了安全性、便利性等問(wèn)題之后，智能支付很可能成為可穿戴設(shè)備一個(gè)必備的功能。
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