安全性和續(xù)航能力仍是未來高集成度可穿戴設(shè)備的挑戰(zhàn)

高集成度及大數(shù)據(jù)的應用
未來幾年，我們將會看到可穿戴設(shè)備集成越來越多的運動和環(huán)境傳感器，以及新興的生物傳感器。生物傳感器現(xiàn)已應用于獨立的可穿戴醫(yī)學監(jiān)護儀，而且許多消費類設(shè)備現(xiàn)在都提供心率測量功能。但在接下來的幾年內(nèi)，消費設(shè)備將集成更廣泛的生物傳感器，如測量血氧量、血壓和血糖水平的光譜傳感器，以及確定出汗水平和pH值的皮膚電阻感應傳感器。

　　隨著生物傳感器使用數(shù)量的增加，以及其所收集數(shù)據(jù)的準確性和可靠性的提高，我們將看到消費與醫(yī)療應用領(lǐng)域的融合。健身和生活方式設(shè)備將從消費裝置發(fā)展到提供醫(yī)療級數(shù)據(jù)。因此，你所收集的跟蹤健康和運動水平的信息，可與你的醫(yī)生或自動醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)共享，以便在癥狀出現(xiàn)前給出預警。這樣，人們就能在情況還不太嚴重、更易于實施和更有可能成功的時候，提早尋求治療或適當改變生活方式。

Dialog公司產(chǎn)品營銷經(jīng)理 同偉

　　目前許多公司都在開發(fā)用于醫(yī)療服務的數(shù)據(jù)共享云基礎(chǔ)設(shè)施，可穿戴設(shè)備是這些基礎(chǔ)設(shè)施的天然伙伴。隨著可穿戴設(shè)備變得越來越常見和先進，我們將有可能整理和分析來自數(shù)百萬人積累多年的健康、健身及生活方式匿名信息。除了揭示深層的健康趨勢，這些巨大的數(shù)據(jù)集還能揭示疾病是如何發(fā)生的(所謂“超早期醫(yī)療”)。這有助于實現(xiàn)早期干預，以最大限度減小疾病所帶來的財務、社會及個人影響。

安全及續(xù)航能力的挑戰(zhàn)

　　隨著可穿戴設(shè)備收集越來越多的敏感信息，并逐漸成為全面的數(shù)字自我，隱私和數(shù)據(jù)安全將變得至關(guān)重要。特別是在涉及醫(yī)療數(shù)據(jù)的情況下，消費者將要求最高級別的數(shù)據(jù)安全保護，而隨著消費者的消息越來越靈通，這將成為影響購買決定的關(guān)鍵因素。

　　因此，數(shù)據(jù)的存儲和傳輸都必須有安全保障。第一代聯(lián)網(wǎng)可穿戴設(shè)備大多依靠其所選擇連接技術(shù)的內(nèi)在安全協(xié)議，比如藍牙低功耗(Bluetooth? low energy / BLE)。最新版本的藍牙標準(藍牙4.2)提供更高的安全性，但由于藍牙設(shè)備的數(shù)量巨大，安全算法被黑客攻破的風險始終存在。

　　可穿戴設(shè)備制造商必須考慮獨立的數(shù)據(jù)加密措施。Dialog針對可穿戴設(shè)備的解決方案采用專用硬件加密引擎提供銀行級安全性(包括蘋果HomeKit支持)，利用端到端加密來保證個人數(shù)據(jù)的安全。即使藍牙安全協(xié)議被破解，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)仍然是加密的。

　　IDC和GMI的研究一再表明，電池續(xù)航時間已成為消費者購買電池供電式便攜產(chǎn)品的第一考慮因素。典型鋰聚合物充電電池的容量只有40～100 mAh。在此情況下，要為包含多個傳感器的可穿戴設(shè)備供電幾天時間，意味著需要降低系統(tǒng)所有部件的功耗，包括傳感器、系統(tǒng)、通信硬件和軟件。傳感器技術(shù)在不斷進步并降低功率需求。Dialog通過集應用與通信硬件于一體的藍牙低功耗SoC(例如新的SmartBond DA14680和DA14681)，在系統(tǒng)總功耗方面不斷取得進步。由于采用創(chuàng)新的電源管理和RF技術(shù)，這些產(chǎn)品在典型藍牙事件下的電流消耗僅為1 mA左右。

能量采集和無線充電

　　可穿戴設(shè)備的終極目標是實現(xiàn)持續(xù)的監(jiān)測。這意味著需要找到一種可為設(shè)備供電，但又無需卸下進行充電(或更換電池)的方法。兩個顯而易見的方法是能量采集和無線充電。

　　對于能量采集，光伏電池和采集雜散RF信號是很有潛力的技術(shù)。振動能量采集及熱電發(fā)電也是可能的，但由于人類動作的頻率及人體四周的溫差是有限的，這意味著其潛力非常有限。有些制造商已經(jīng)開始研究能量采集在可穿戴設(shè)備中的應用，例如Misfit與Swarovski開展合作，開發(fā)并生產(chǎn)出了通過太陽能供電的健康監(jiān)測首飾。然而，由于我們對可穿戴設(shè)備的功能要求不斷增加，能量采集似乎很難成為始終開啟的可穿戴設(shè)備的唯一電源，而有可能充當輔助電源，幫助延長主電池的續(xù)航時間。

　　無線充電則更有潛力成為主電源。由于可穿戴設(shè)備需要穿戴在身上，所以最有前途的選項是松散耦合無線充電，其中RF信號在一個延伸的區(qū)域內(nèi)向多個獨立設(shè)備供電，類似于Wi-Fi系統(tǒng)以無線方式將多個設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)相連。Dialog和Energous最近展示了針對這種系統(tǒng)的一個概念驗證結(jié)果，其充電半徑可達10m。