智能手表的工作原理是什么

屈育成 2020-05-21 27014

可穿戴设备

266人已加入

描述

　　随着智能化的到来，智能穿戴越来越受到人们的广泛应用，其中智能手表的发展尤其迅猛。人们甚至把智能手表比喻成迷你版的手机，因为智能手表也拥有智能手机所具备的大部分功能。那么，有人就会问，支持智能手表那么多功能的工作原理是什么呢，下面就随小编一起来看看吧！

　　智能手表的工作原理主要是将手表内置智能化系统、搭载智能手机系统而连接于网络而实现多功能，能同步手机中的电话、邮件、照片、音乐等。此外智能手表还能记录每天的运动情况以及睡眠时间，可以说是大大丰富了手表的功能。

　　智能手表可能具备的一些功能是智能手机功能的延伸。例如，将其设计成可以提示电话来电或者推特信息，用户就不再需要把手机从口袋、背包或手提包里拿出来，而且在运动、健身方面，智能手表拥有独特的优势。除此之外，智能手表在移动支付等方面也有着很大的优势。下面就详细来介绍下智能手表检测步数、心率监测、定位这3大功能的工作原理。

　　一、检测步数原理：

　　1、感应器检测

　　这种感应器通过电容式加速度计能够感测不同方向的加速度或振动等运动状况。三维律动的运动状态感应器又分三轴跟六轴的，三轴的一般在摆动手臂就会记录数据，而六轴的则会通过走路、跑步、骑车、爬楼梯提升运动的数据记录与精准度。

　　2、软件算法

　　根据三轴加速度实时捕捉到的三个维度的各项数据，经过滤波、峰谷检测等过程，使用各种算法和科学缜密的逻辑运算，最终将这些数据转变成手表APP端的可读数字，步数、距离、消耗的卡路里数值等呈现出来。

　　3、绿光光电测量法

　　是由两个绿色波长的发光LED和一个光敏传感器组成，位于手表的背部。其原理是基于手臂血管中的血液在脉动的时候会发生密度改变而引起透光率的变化。发光LED发出绿色波长的光波，光敏传感器可以接受手臂皮肤的反射光并感测光场强度的变化并换算成心率。并可以持续测量心率，计算平均心率，记录最大心率。

　　二、心率监测原理：

　　一般来说，心率监测的原理通常分三种：一种是光电透射测量法，原理上来说就是手表与皮肤接触的传感器会发出一束光打在皮肤上，测量反射/透射的光。因为血液对特定波长的光有吸收作用，每次心脏泵血时，该波长都会被大量吸收，以此就可以确定心跳。不过缺点是耗电量大，同时会受环境光干扰。目前市面上的智能手表监测心率的功能多是采用了光电透射测量法。还有一种方法是测试心电信号的方法，手表的传感器可以通过测量心肌收缩的电信号来判断使用者的心率情况，原理和心电图类似原理。缺点是电路比较复杂，占PCB空间比较大，易受电磁干扰，同时传感器必须紧贴皮肤，放置位置相对固定，所以很难有智能手表采用这种测量方式。

　　三、定位原理：

　　目前市场上智能手表定位功能主要采用的技术都是基于GPS定位、基站定位、WiFi定位这三类定位技术实现的。

　　1、GPS 全球定位系统

　　GPS导航系统（美国）的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离（GPS可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星）然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。由空间部分+控制部分+用户部分组成，精度大于3m。这套系统不是一般的国家可以建设的，要依托于经济实力和技术水平，目前，世界上共有三个成熟和一个建设中的卫星定位系统，现有的卫星导航定位系统有美国的全球卫星定位系统（GPS）和俄罗斯的全球卫星定位系统（ Globle Naviga2tion Satellite System），简称GLONASS，以及中国北斗星，欧洲伽利略（建设中）。

　　2、LBS 基站定位

　　基站定位原理：移动电话（SIM卡功能）测量不同基站的下行导频信号，得到不同基站下行导频的TOA（Time of Arrival，到达时刻）或TDOA（Time Difference of Arrival，到达时间差），根据该测量结果并结合基站的坐标，一般采用三角公式估计算法，就能够计算出移动电话的位置，精度不高，大于100m。

　　3、WIFI 热点

　　WiFi能够对用户进行定位。因为在Android、iOS和Windows Phone这些手机操作系统中内置了位置服务，由于每一个WiFi热点都有一个独一无二的Mac地址，智能儿童手表开启WiFi后就会自动扫描附近热点并上传其位置信息，精度小于10m。

打开APP阅读更多精彩内容