智能穿戴的传感器及移动计算调研：第一阶段
智能穿戴设备的传感器及移动计算调研：第一阶段
腕部穿戴设备：手环，手表
Apple Watch Series 6 ￥3199+
| 功能 | 加速度传感器 | 陀螺仪 | 血氧传感器 | 电极式心率传感器 | 光学心率传感器 | 环境光传感器 | 气压传感器 | GPS | 磁力计 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 测量步数 | √ | ||||||||
| 久坐提醒 | √ | ||||||||
| 摔倒检测 | √ | ||||||||
| 运动时状态检测分析提示 | √ | √ | |||||||
| 运动后体能状态反馈 | √ | √ | √ | ||||||
| 测量心率 | √ | √ | |||||||
| 测量血氧饱和度 | √ | ||||||||
| 测量睡眠状态 | √ | √ | |||||||
| 测量海拔高度 | √ | √ | |||||||
| 测量气压 | √ | ||||||||
| 屏幕亮度自动调节 | √ | ||||||||
| 指南针 | √ |
苹果的光体积描记法：
- 血液之所以呈现红色，因为它反射红光并吸收绿光。
Apple Watch 使用绿色 LED 灯，配合对光敏感的感光器，检测任意时间点流经手腕的血液流量。心脏跳动时，流经手腕的血液会增加，吸收的绿光也会增加；心跳间隔期间则会减少。通过每秒数百次闪动的 LED 灯，Apple Watch 可以算出您每分钟的心跳次数，也就是您的心率。此外，特别设计的心率传感器可以提高 LED 亮度和采样率，进而弥补信号弱的问题。
苹果支持上百种运动模式，可以自动识别六种
apple watch SE ￥2199+
基本功能和上面的六代苹果表一样，只是：
- 没有血氧饱和度检测
- 并不能常亮
所以就差一千块，就这？
HUAWEI WATCH GT 2 ￥1488
| 功能 | 加速度传感器 | 惯性测量单元（含陀螺仪） | 血氧传感器 | 电极式心率传感器 | 光学心率传感器 | 环境光传感器 | 气压传感器 | GPS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 测量步数 | √ | |||||||
| 久坐提醒 | √ | |||||||
| 摔倒检测 | √ | |||||||
| 运动模式 | √ | √ | ||||||
| 运动后体能状态反馈 | √ | √ | √ | |||||
| 测量心率 | √ | √ | ||||||
| 检测心脏健康情况 | √ | √ | ||||||
| 测量血氧饱和度 | √ | |||||||
| 测量睡眠状态（不开灯） | √ | √ | ||||||
| 测量海拔高度 | √ | √ | ||||||
| 测量气压 | √ | |||||||
| 屏幕亮度自动调节 | √ |
下图为华为手表支持的15种运动模式，可提供训练实时指导，实时检测状态，实时评估效果
- 预计恢复时间：指运动完成后，体能完全恢复的时间，反映了身体的疲劳程度
- 最大摄氧量：单位时间每千克体重所能摄取和利用的氧气水平，反映有氧运动能力
- 有氧/无氧训练效果：综合前两点来考量身体机能（氧气利用效率，疲劳恢复）有无提升
小米手表标准版 ￥999
| 功能 | 加速度传感器 | 惯性测量单元（含陀螺仪） | 电极式心率传感器 | 光学心率传感器 | 环境光传感器 | 气压传感器 | GPS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 测量步数 | √ | ||||||
| 久坐提醒 | √ | ||||||
| 站立检测 | √ | ||||||
| 运动状态自动识别 | √ | √ | |||||
| 运动状态分析提示 | √ | √ | √ | √ | |||
| 测量心率 | √ | √ | |||||
| 检测压力 | √ | √ | |||||
| 身体能量 | √ | √ | |||||
| 测量睡眠状态 | √ | √ | |||||
| 测量海拔高度 | √ | √ | |||||
| 测量气压 | √ | ||||||
| 屏幕亮度自动调节 | √ |
小米测压力：实时地监控心率的变化，评估心率变异性HRV
小米测生命能量：综合一天中的不同时段或状态下心率的变化，通过一些医学规则评估
Samsung Galaxy Watch Active2 ￥2549
| 功能 | 加速度传感器 | 陀螺仪 | 光学心率传感器 | 光传感器 | 气压传感器 | GPS |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 运动状态自动识别 | √ | √ | ||||
| 运动状态分析提示 | √ | √ | √ | |||
| 心率监测 | √ | |||||
| 压力监控 | √ | |||||
| 睡眠监控 | √ | |||||
| 高度 | √ | √ | ||||
| 大气压 | √ |
支持包括游泳在内的七种运动状态的实时自动监测，可手动检测几十种运动，教练功能给出实时操作建议
一段时间的压力检测
心率监控，八个光电二极管
OPPO Watch ECG版
| 功能 | 加速度传感器 | 陀螺仪 | 光学心率传感器 | 电容传感器 | ECG心电传感器 | 光传感器 | 气压传感器 | GPS | 磁力计 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 运动状态自动识别 | √ | √ | |||||||
| 运动状态分析提示 | √ | √ | √ | √ | |||||
| 心率监测 | √ | ||||||||
| 心电检测 | √ | ||||||||
| 压力监控 | √ | ||||||||
| 睡眠监控 | √ | ||||||||
| 高度 | √ | √ | |||||||
| 大气压 | √ | ||||||||
| 指南针 | √ | ||||||||
| 检测手表佩戴情况 | √ | ||||||||
| 亮度自动调节 | √ |
运动分析提示算法：与国家体育总局体育科学研究所独家合作 GoMore，为 OPPO Watch 提供专业AI运动算法支持，根据你的体能状况，建立运动体能模型并提供 AI 智能教练服务。运动前根据模型算法，生成个性化运动方案；运动中进行语音实时指导和数据监测；运动后提供身体恢复建议，让运动更安全更有效。
Garmin Venu ￥1980
| 功能 | 加速度传感器 | 陀螺仪 | Pulse Ox脉搏血氧传感器 | 光学心率传感器 | 气压传感器 | GPS，GLONASS | 磁力计 | 温度传感器 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 测量步数 | √ | |||||||
| 久坐提醒 | √ | |||||||
| 摔倒检测 | √ | |||||||
| 运动时状态检测分析提示 | √ | √ | ||||||
| 运动后体能状态反馈 | √ | √ | ||||||
| 测量心率（支持水下） | √ | |||||||
| 测量血氧饱和度 | √ | |||||||
| 测量睡眠状态 | √ | √ | √ | |||||
| 女性经期管理 | √ | √ | ||||||
| 测量海拔高度 | √ | √ | ||||||
| 测量气压 | √ | |||||||
| 电子罗盘 | √ | |||||||
| 内部温度检测 | √ |
睡眠状况监测：记录翻身和完整睡眠阶段，包括浅睡、深睡、REM快速眼动阶段，连续记录心率变化和测量血氧饱和度，了解睡眠时的呼吸状况
同系列的SQ系列在上面的基础上没有陀螺仪，没有气压式高度计，动作方面的监测可能没那么精确，故没有训练动画指导
suunto 7 智能手表 ￥4299
| 功能 | 加速度传感器 | 陀螺仪 | 光学心率传感器 | 气压传感器 | GPS | 磁力计 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 测量步数 | √ | |||||
| 运动时状态检测分析提示 | √ | √ | ||||
| 测量心率（不支持水下） | √ | |||||
| 测量海拔高度 | √ | √ | ||||
| 测量气压 | √ | |||||
| 电子罗盘 | √ | |||||
| 运动轨迹 | √ | √ | ||||
| FuseSpeed测速 | √ | √ |
运动模式70种，其中游泳，跑步，骑行被拿出来作单独说明
- 游泳模式功能：泳池游泳频率和距离，开放水域游泳频率和距离，记录游泳时的心率，按照游泳池长度、圈数和总数分类的游泳时间 ，游泳动作速率、计数和类型，划水动作效率 (SWOLF)，自动间隔，间歇圈数表
- 跑步功能：FuseSpeed测速，步调，实时平均、最大、圈配速（除最大配速），圈数比较
- 骑行功能：骑车速度，实施平均速度，含心率、平均功率和平均速度的实时圈数表（除平均力量）
这个手表贵了
fitbit sense(官网旗舰) $329.95
| 功能 | 加速度传感器 | 陀螺仪 | 血氧传感器 | 电极式心率传感器 | 光学心率传感器 | 环境光传感器 | 气压传感器 | GPS | 磁力计 | 皮肤温度传感器 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 测量步数 | √ | |||||||||
| 运动时状态检测分析提示 | √ | √ | ||||||||
| 运动后体能状态反馈 | √ | √ | √ | |||||||
| 心率监控 | √ | √ | ||||||||
| 压力管理 | ||||||||||
| 测量血氧饱和度 | √ | |||||||||
| 测皮肤温度 | √ | |||||||||
| 睡眠检测 | √ | √ | ||||||||
| 测量海拔高度 | √ | √ | ||||||||
| 测量气压 | √ | |||||||||
| 指南针 | √ |
华米 Amazfit智能运动手表3 精英版 ￥1699
| 功能 | 加速度传感器 | 陀螺仪 | BioTrackerTM PPG 生物追踪光学传感器 | 气压传感器 | GPS | 磁力计 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 测量步数 | √ | |||||
| 运动动作检测分析提示 | √ | √ | ||||
| 运动体能状态反馈 | √ | |||||
| 心率监控 | √ | |||||
| 睡眠检测 | √ | √ | √ | |||
| 测量海拔高度 | √ | √ | ||||
| 测量气压 | √ | |||||
| 指南针 | √ |
下图是华米为其自主研发的心率传感器的宣传，运动起来还会这么稳吗？
有手动运动模式80种，采用FIRSTBEAT 算法来评估运动状态和身体状态
普利邦PMX9
| 功能 | 加速度传感器 | 陀螺仪 | 光学心率传感器 | 电极心率传感器 | 磁力计 |
|---|---|---|---|---|---|
| 测量步数 | √ | ||||
| 运动时状态检测提示 | √ | √ | √ | √ | |
| 监控心率 | √ | √ | |||
| 测量血压 | √ | √ | |||
| 睡眠监测 | √ | ||||
| 电子罗盘 | √ |
埃微CS200
| 功能 | 加速度传感器 | 陀螺仪 | （含红外)光学心率传感器 | 磁力计 |
|---|---|---|---|---|
| 测量步数 | √ | |||
| 运动时状态检测分析提示 | √ | √ | ||
| 运动前后身体状态评估 | √ | |||
| 监控心率 | √ | |||
| 测量压力 | √ | |||
| 睡眠监测 | √ | |||
| 测量血氧饱和度 | √ | |||
| 电子罗盘 | √ |
18种运动模式
光电容积脉搏波描记法，结合AI算法监控心率，使用的光学心率传感模块为汇顶科技的GH301
360老人表OL201
可测血压，不过误差较大，市场上还有很多这种表，我愿称之为水表（Water Watch）
TWS耳机
airpods pro
| 功能 | 双波束成形麦克风 | 内向式麦克风 | 双光学传感器 | 运动加速感应器（三轴加速度计） | 语音加速感应器 | 力度感应器 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 听音主动降噪（可动态） | √ | √ | ||||
| 收音降噪(通话） | √ | √ | √ | |||
| 收音降噪(录音，麦克风） | √ | |||||
| 动态音量 | √ | |||||
| 通透模式 | √ | √ | ||||
| 自适应均衡 | √ | |||||
| 手势控制 | √ | √ | √ | |||
| 佩戴状态检测 | √ |
语音加速感应器即骨传导感应器，可识别出你何时在说话，这样可以过滤掉不说话时候的噪声
airpod pro骨传感器 LIS25BA，三轴，数字信号，高功耗，2.4kHZ带宽
波束成形麦克风：当语音加速感应器检测到人说话时，此模块开始运作，为了能在众多噪声中清晰地听到人的声音，使用两个麦克风收音，利用两个麦克风收音的时间差判断出说话的大致方向，类似与人类听觉的双耳效应，这一对麦克风即为波束成形麦克风
内向式麦克风会每秒多次扫描耳道，根据佩戴的角度和耳道差异动态调整频率响应曲线，从而达到更好的听觉体验，此功能基于耳道空间的声场重建技术
加速传感器可以通过它识别出佩戴，摘下的动作
通透模式 通过麦克风识别外界声音在带着耳机的状态下模拟出真实的外界声音，耳机会像没戴一样不会有隔音的感觉
HUAWEI FreeBuds Pro ￥1099
华为耳机真不错！先看评测的视频也很不错！
B站 先看评测 freebuds评测视频
| 功能 | 双波束成形外麦克风 | 内向式麦克风 | 骨声纹传感器 | 双红外光学传感器 | 运动加速感应器（三轴加速度计） | 力度感应器 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 听音主动降噪（动态） | √ | √ | ||||
| 通话降噪 | √ | √ | √ | |||
| 外界人声收音降噪 | √ | |||||
| 骨声纹识别 | √ | √ | √ | |||
| 动态音量 | √ | |||||
| 透传模式（可只传人声） | √ | √ | ||||
| 手势控制 | √ | |||||
| 佩戴状态检测（精确到与耳朵的贴合度） | √ | |||||
| 佩戴动作检测 | √ |
骨声纹传感器为来自声扬的 VPU14AA01，单轴，模拟信号，低功耗，带宽10kHZ
骨声纹传感器通过感受头部震动，对人声进行拾取和加强
可见，相比苹果的语音加速传感器，华为的骨传感器虽然只有一个轴，但识别的信号越广更多，以至于可以进行复杂波形的识别，即骨声纹识别
华为耳机里采用了01005贴片电容，是当前世界上体积最小的贴片电容
动态降噪：功能会随着用户使用时间的不断增加，耳机会进行大数据采集，再结合物理模型与机器学习技术，对噪声和声场的关键特征进行分析，并根据场景噪音类型的不同自动从轻度、均衡和深度三种降噪模式间智能化切换。
Samsung Galaxy Buds Live
| 功能 | 双波束成形外麦克风 | 内向麦克风 | 语音拾音器 （VPU语音操作数件）（骨传导传感器） | 加速度计 | 陀螺仪传感器 | 红外传感器 | 霍尔传感器 | 触摸传感器 | 控制传感器 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 主动动态降噪 | √ | √ | |||||||
| 通话降噪 | √ | √ | √ | ||||||
| 外界人声降噪 | √ | ||||||||
| 佩戴动作检测 | √ | √ | |||||||
| 运动场景检测 | √ | √ | |||||||
| 佩戴状态检测 | √ | ||||||||
| 磁吸耳机开关 | √ | ||||||||
| 手势控制 | √ | √ |
与airpod pro骨传感器一样，三星的语音拾音器VPU也来自意法半导体的 LIS25BA，三轴，数字信号，高功耗，2.4kHZ带宽
Samsung Galaxy Buds+
| 功能 | 双波束成形外麦克风 | 内向麦克风 | 距离传感器 | 运动加速感应器（三轴加速度计） | 霍尔传感器（磁场传感器） | 触摸传感器 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 主动动态降噪 | √ | √ | ||||
| 通话降噪 | √ | √ | ||||
| 外界人声降噪 | √ | |||||
| 佩戴动作检测 | √ | |||||
| 佩戴状态检测 | √ | |||||
| 磁吸耳机开关 | √ | |||||
| 手势控制 | √ |
WF-1000XM3
| 功能 | 外向麦克风 | 内向麦克风 | 红外传感器 | 运动加速感应器（三轴加速度计） | 触摸传感器 | NFC |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 主动动态降噪 | √ | √ | ||||
| 通话降噪 | √ | √ | ||||
| 佩戴动作检测 | √ | |||||
| 运动场景检测 | √ | |||||
| 佩戴状态检测 | √ | |||||
| 手势控制 | √ | |||||
| NFC连接手机 | √ |
SENSE ENGINE会自动监测佩戴者的活动状态，并切换至预设的降噪方案，实现智能降噪
TRACK Air+ SE
| 功能 | 双波束成形外麦克风 | 内向麦克风 | 红外传感器 | 运动加速感应器（三轴加速度计） | 触摸传感器 |
|---|---|---|---|---|---|
| 主动动态降噪 | √ | √ | |||
| 通话降噪 | √ | √ | |||
| 外界人声降噪 | √ | ||||
| 佩戴动作检测 | √ | ||||
| 佩戴状态检测 | √ | ||||
| 手势控制 | √ |
智能眼镜就是个笑话
爱普生 Epson MOVERIO BT-30C
指南针, 陀螺仪, 加速度传感器，摄像头
看360度VR视频，vr游戏
爱普生 Epson MOVERIO BT-300 ￥6,999
GPS/磁力计/加速度传感器/陀螺仪/环境光传感器
华为 X GentleMonster 智能眼镜 （假智能眼镜，真蓝牙耳机）
光传感器：佩戴检测，戴上去会说“早上好”
语音助手控制
苹果眼镜 （敬请期待）
可能无摄像头
激光雷达传感器
手势控制