智能手环知多少

一提到智能手环，相信大家一定不会陌生。近年来，各种智能运动手环铺天盖地的冒了出来，功能越来越完善，外形越来越炫酷，追求时尚和健康的美丽达人，当然不会让腕上空空，走到哪都要戴上手环。

智能手环是一种穿戴式智能设备。通过这些手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据，可帮助追踪所燃烧的卡路里和计步，甚至能够跟踪我们的睡眠质量，并将这些数据与手机、平板、ipod touch同步，起到通过数据指导健康生活的作用。这些设备都是“量化自我”运动的一部分，该运动旨在通过人们的各种数据，告知他们有关自身身体和生理状况并不明显的信息。

小小的智能手环，要实现如此智能的功能，结构可谓相当复杂。智能手环的结构包括主控芯片和辅助MCU，还有监测运动状态所需的三轴加速传感器（运动传感器），产生震动的振动器（震动马达），用以显示的LED灯、LCD显示控制，连接终端的蓝牙，还有电源管理芯片、电池、胶带、按键等。

感知人体的运动状态是运动手环最首要的功能，那么运动传感器无疑是核心部件。具体来说，此传感器为“三轴加速度传感器”，能够测量空间中X轴、Y轴、Z轴的加速度，能够感应人体在各个方向的振动。但是，尽管三轴同时发力，但智能手环依然侧重于计算人体重心上下的位移量Z轴，因为人们走路时重心是最主要的变量。

如何解读智能手环收集的一大堆数据，则需要让算法派上用场。通过中枢芯片MCU的算法，通过计算才能在大量数据当中，分辨出用户的运动模式，并进一步核算出对应的运动消耗量。

传感器采集到的数据反映了人体微妙的运动变化，如果用户只是做一些无关运动的小动作呢？算法中已经添加了一系列约束条件，排除测量数据中的干扰，判断出的运动行为更加准确。要被认定为运动行为，需要达到一定标准，例如，走一步路，重心在Z轴上1次向上、1次向下，在一定时间内加速度有了2次符合标准的变化，才能算作走了1步。其余锻炼、睡眠等均是这样。

不过，不同品牌不同型号的智能手环在采集数据、处理数据的过程中，有不同程度的差异，不过原理大致相仿。

智能手环正在庞大的市场中崛起，现如今基于消费者现有行为的微创新将是下一波手环产品的创新趋势，为消费者带来实际便利性。智能手环作为身边的专业健身教练，通过APP提供多种运动服务掌握健身人员运动习惯和精准数据。甚至可以提供生活的便利，例如用手环刷公交、门禁、做小额支付等，解决偶尔忘带公交卡、手机或钱包的问题。应用场景相当丰富，相信智能手环会是我们的生活更加便利，更加智能。（编辑：不启轩）

（作者：科普中国责任编辑：天极科普君）

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