《物聯(lián)網(wǎng)概論》第二十一章 可穿戴智能設(shè)備及應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)概論第二十一章可穿戴智能設(shè)備及應(yīng)用

目錄

21.1可穿戴智能設(shè)備概念

21.2個(gè)域網(wǎng)的概念與技術(shù)要求

21.3可穿戴智能設(shè)備應(yīng)用案例

21.1可穿戴設(shè)備概念

可穿戴設(shè)備以具備部分計(jì)算功能、可連接手機(jī)及各類終端的便攜式附件形式存在，主流產(chǎn)品包括各肢體穿戴類產(chǎn)品，如以手為支撐的手表、環(huán)帶類產(chǎn)品，以腳為支撐的鞋、襪及其他腿上佩戴產(chǎn)品，以頭部為支撐的眼鏡、頭盔、頭帶等，以軀干為支撐的智能背心、書包、拐杖、腰帶及配飾等形態(tài)。21.2個(gè)域網(wǎng)的概念與技術(shù)要求個(gè)域網(wǎng)概念——個(gè)域網(wǎng)是將一批各具功能的小型傳感器連接起來，穿戴在人體上，持續(xù)將監(jiān)測到的生理參數(shù)、運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和醫(yī)護(hù)信息等發(fā)送出去，其基本功能架構(gòu)如圖所示。21.2個(gè)域網(wǎng)的概念與技術(shù)要求個(gè)域網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)傳感器類實(shí)現(xiàn)功能個(gè)域網(wǎng)輸出如頭戴顯示、柔性顯示、穿戴投影、腕表顯示、聽覺顯示、力/觸覺顯示、印刷顯示、機(jī)器人會(huì)話等如用于感知人的步態(tài)、姿態(tài)、手勢與觸控；人的眼動(dòng)、語言、語氣、表情；血壓、體溫、呼吸、脈搏；亮度、噪聲、濕度、場合等體感互動(dòng)信息呈現(xiàn)、識別和理解、多模態(tài)信號整合與健康、體感信號采集等21.2個(gè)域網(wǎng)的概念與技術(shù)要求個(gè)域網(wǎng)示意圖21.2個(gè)域網(wǎng)的概念與技術(shù)要求個(gè)域網(wǎng)的技術(shù)要求互操作性支持移動(dòng)通信協(xié)議系統(tǒng)設(shè)備系統(tǒng)和設(shè)備訪問級安全傳感器驗(yàn)證數(shù)據(jù)一致性21.3可穿戴智能設(shè)備應(yīng)用案例

美國Textronic是從一家從事微電子和紡織技術(shù)跨界整合研發(fā)的企業(yè)，NuMtetrex智慧運(yùn)動(dòng)衣是其開發(fā)的多款產(chǎn)品的一種，其特有技術(shù)是將傳感纖維直接編織進(jìn)彈力布中，故其心率檢測儀可直接集成在背心中，檢測穿戴者的心跳信號，將其經(jīng)轉(zhuǎn)換處理后通過背心上的一個(gè)微型發(fā)射器傳輸至手表及手機(jī)上，就能讓穿戴者監(jiān)控自己的心率。智慧運(yùn)動(dòng)衣監(jiān)測心率21.3可穿戴智能設(shè)備應(yīng)用案例圖中自左向右分別是（背心中的）傳感區(qū)、信號發(fā)射儀、集成傳感器和心率監(jiān)測手表。使用者可采用手表或手機(jī)為顯示終端，設(shè)定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，紀(jì)錄訓(xùn)練時(shí)的平均心率、最高心率和所消耗熱量。智慧運(yùn)動(dòng)衣監(jiān)測心率21.3可穿戴智能設(shè)備應(yīng)用案例

一種用于生理作息監(jiān)測的JawboneUp手環(huán)中內(nèi)置了三軸傳感器，可以記錄個(gè)人的運(yùn)動(dòng)、睡眠及飲食作息狀態(tài)。手環(huán)和Android及iOS手機(jī)APP同部監(jiān)測數(shù)據(jù)，以圖形界面呈現(xiàn)穿戴者的生理狀態(tài)。初用者通過手機(jī)App輸入其身高、體重、年齡等數(shù)據(jù)，系統(tǒng)據(jù)此提供最佳生理數(shù)據(jù)，讓使用者達(dá)到對應(yīng)目標(biāo)。個(gè)人作息管理手環(huán)21.3可穿戴智能設(shè)備應(yīng)用案例個(gè)人作息手環(huán)示意個(gè)人作息管理手環(huán)21.3可穿戴智能設(shè)備應(yīng)用案例

美國麻省理工學(xué)院（MIT）就研發(fā)出一種具備聽覺的能力的衣服。衣服采用他們開發(fā)的一種新纖維材料，這種材料在一定的頻率與振幅范圍內(nèi)，不會(huì)改變其衣料性能，因此，MIT的YoelFink教授及其研究團(tuán)隊(duì)通過讓纖維具備接收與其固有頻率相同聲音能力，讓它們制成的衣服等不僅能檢測到聲音，還能自行發(fā)聲音。具有聽覺的衣物21.3可穿戴智能設(shè)備應(yīng)用案例具有聽覺的衣物不同形狀纖維產(chǎn)生不同的音頻及MIT開發(fā)的“聽力服裝”示意21.3可穿戴智能設(shè)備應(yīng)用案例

Heapsylon公司推出名為Sensoria的智能襪，采用特殊纖維制成，舒適、導(dǎo)電，并帶有一個(gè)腳踝傳感器。通過傳感器與襪子相連，可記錄穿戴者的站姿、步伐、跑步時(shí)間與節(jié)奏，以及腳的著地部位等數(shù)據(jù)，并可用手機(jī)APP監(jiān)控自己的跑步習(xí)慣。若是跑步姿勢不正確，使用者會(huì)收到APP的通知，當(dāng)遇到腳部受傷需要康復(fù)時(shí)候，也可用Sensoria進(jìn)行分析，來改善自己的跑步姿勢以及檢驗(yàn)恢復(fù)情況。具有傳感功能的襪子21.3可穿戴智能設(shè)備應(yīng)用案例具有傳感功能的襪子智能傳感襪通過手機(jī)APP顯示21.3可穿戴智能設(shè)備應(yīng)用案例

英國設(shè)計(jì)師DominicWilcox則運(yùn)用穿戴式技術(shù)思維，加上來自于《綠野仙蹤》（TheWizardofOz）里桃樂絲的鞋子，小主人翁只要將雙腳腳跟互碰，魔法紅鞋即可帶她到達(dá)想去之地之靈感，采用GPS導(dǎo)航芯片及LED模塊，設(shè)計(jì)了一款頗具時(shí)尚感的衛(wèi)星導(dǎo)航鞋。

導(dǎo)航鞋在底部嵌入衛(wèi)星定位芯片，用戶將目的地則通過USB品從計(jì)算機(jī)傳至芯片，導(dǎo)航圖標(biāo)由LED燈以不引人注意的方式，以點(diǎn)狀顯示在雙腳鞋面上。右腳鞋面的直線代表與目的地的距離，左腳鞋面則以圓形及中心點(diǎn)的圓心指引目的地方向。啟動(dòng)芯片的方式如同桃樂絲的魔法紅鞋—雙腳腳跟互碰，導(dǎo)航芯片即啟動(dòng)，用戶腳上的鞋子也就進(jìn)入導(dǎo)航模式，引導(dǎo)用戶前往所欲目的地。時(shí)尚的導(dǎo)航鞋21.3可穿戴智能設(shè)備應(yīng)用案例時(shí)尚的導(dǎo)航鞋與家用吸塵鞋以GPS芯片+LED指示燈的導(dǎo)航鞋21.3可穿戴智能設(shè)備應(yīng)用案例

盲人觸覺鞋的構(gòu)想是為盲人提供具有觸覺傳感提示功能的鞋來為其引路導(dǎo)航。設(shè)計(jì)思路是通過盲人手機(jī)的GPS模塊聯(lián)接Googlemap，自動(dòng)定位其所處的地理位置，再將此信息傳輸?shù)接|覺鞋內(nèi)的嵌入式模塊，該模塊與手機(jī)的Googlemap同步，如同鞋內(nèi)也安裝了一套衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。通過兩者比對產(chǎn)生振動(dòng)觸覺，為盲人引路。盲人觸覺導(dǎo)航鞋21.3可穿戴智能設(shè)備應(yīng)用案例

多倫多大學(xué)推出一款結(jié)合GPS和語音合成的應(yīng)用程序MyVoice，協(xié)助語障人士隨時(shí)找到適當(dāng)?shù)脑~匯來表達(dá)。MyVoice的原理是運(yùn)用GPS定位使用者的地點(diǎn)，結(jié)合Google圖庫，顯示在智能手機(jī)上適用于該地點(diǎn)的詞匯和圖片等，讓使用者迅速找到合適的詞匯。作為一款專用APP，MyVoice將充分體現(xiàn)智能手機(jī)的性能和優(yōu)勢，包括觸控屏幕、互動(dòng)顯示、感知地點(diǎn)、運(yùn)算能力、無線網(wǎng)絡(luò)等。移動(dòng)裝置與LBS結(jié)合為失語者提供表達(dá)方式21.3可穿戴智能設(shè)備應(yīng)用案例移動(dòng)裝置與LBS結(jié)合為失語者提供表達(dá)方式MyVoice通過智能手機(jī)與云平臺(tái)提供失語者即時(shí)圖文交流服務(wù)21