全球主流智能手環(huán)MEMS傳感器大起底

　　對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，智能手環(huán)等可穿戴設(shè)備在廠商們的故意神秘化的情況下，都會(huì)覺(jué)得它們高端大氣上檔次，然后沖動(dòng)購(gòu)物。殊不知，目前可穿戴設(shè)備仍然停留在概念期，比如今天我們拆解的幾款全球范圍內(nèi)較為出名的智能手環(huán)，它們并不高端!

　　如 果說(shuō)前幾年消費(fèi)電子市場(chǎng)的熱點(diǎn)是是功能手機(jī)向智能機(jī)的轉(zhuǎn)換過(guò)渡，那么近幾年則逐漸偏移到智能設(shè)備的便攜化、智能化。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外豪杰紛紛聚焦智能硬 件，Google Glass問(wèn)世，Galaxy Gear 接踵…… 今年9月份Apple Watch的亮相更是將這個(gè)熱點(diǎn)推向更高。

　　這 段時(shí)間，eWiseTech也測(cè)評(píng)拆解了不少智能硬件，尤其是各種可穿戴設(shè)備，我們發(fā)現(xiàn)身披時(shí)尚、智能、健康等標(biāo)簽的智能手環(huán)、腕帶們其實(shí)并沒(méi)有想象中的 “高大上”，拋開(kāi)外形、大同小異的APP，在核心硬件原理上，它們非常相似。一個(gè)公式就能基本囊括，微控制器或者M(jìn)CU+低功耗藍(lán)牙通信方案+慣性傳感 器+電源方案。基本原理很簡(jiǎn)單，一個(gè)MCU或者處理器(內(nèi)置或者另外配合小容量RAM,ROM)控制藍(lán)牙、傳感器、LED和振動(dòng)器。紐扣電池或鋰電池提供 電源。

　　首先一張總結(jié)表看看各型號(hào)的手環(huán)中使用到的MEMS慣性傳感器的廠商型號(hào)等信息，可以看出意法半導(dǎo)體三軸加速度計(jì)LIS3DH“出鏡率”最高。

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　　接下來(lái)看看每款設(shè)備上傳感器的分布位置。

　　先拿國(guó)內(nèi)79元小米手環(huán)來(lái)看看吧。ADI公司的三軸數(shù)字輸出MEMS加速度計(jì)：ADXL362。

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　　小米手環(huán)采取的分體式設(shè)計(jì)，腕帶與主體可以分離。主體內(nèi)部構(gòu)造也很簡(jiǎn)單，前后兩片式外殼，中間嵌入電池、主板與振動(dòng)器，充電觸點(diǎn)設(shè)計(jì)在外殼上。

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　　電路板，主要IC，Dialog DA14580 藍(lán)牙片上系統(tǒng)，內(nèi)置一個(gè)32-bit ARM Cortex M0內(nèi)核，擁有一個(gè)功率管理模塊; ADI ADXL362 3軸數(shù)字輸出MEMS加速度計(jì)，TI TPS62736 降壓轉(zhuǎn)換器。

　　接著是Fitbit Flex，它采用意法半導(dǎo)體三軸加速度計(jì)：LIS3DH。

　　Fitbit Flex 也是分體式設(shè)計(jì)，腕帶和主體可以分離。主體部分外殼焊接非常緊密，使用到大量的膠水，充電觸點(diǎn)和藍(lán)牙天線設(shè)計(jì)在了塑料外殼上。殼內(nèi)的硬件是振動(dòng)器、電路板 和可充電鋰電池。主板上還貼了一塊NFC，不過(guò)由于手環(huán)并沒(méi)有NFC相關(guān)的功能，因此并不了解這塊NFC線圈的實(shí)際作用。

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　　主板上主要IC是意法半導(dǎo)體STM32L 32位微處理器，意法半導(dǎo)體LIS3DH 三軸加速度傳感器，Nordic NRF8001 藍(lán)牙4.0芯片以及一枚TI BQ24050的鋰電池充電芯片。

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　　再看看Jawbone的UP手環(huán)。Jawbone是較早進(jìn)入智能手環(huán)的廠商之一，兩代UP手環(huán)在市場(chǎng)上也非常流行，兩代UP都是典型的一體化設(shè)計(jì)，代表了比較高的工藝水準(zhǔn)。它們使用的Bosch三軸加速度計(jì)：BMA222EF。

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　　電 路板采用的柔性板，所有的電子器件全部貼裝于軟板之上，電池密封在一個(gè)金屬小盒子里，外面是一圈柔軟的TPU橡膠，既能保證手環(huán)的柔韌性，也防止電池受到 擠壓損傷，而且主板上的IC使用了高強(qiáng)度的點(diǎn)膠，且覆蓋面積大，進(jìn)一步確保了主板的穩(wěn)定性。主要使用的IC有TI MSP430F5528的微控制器，Nordic nRF8001 藍(lán)牙芯片，Bosch BMA222EF三軸加速度傳感器。

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　　以精致外形俘獲不少用戶的Misfit Shine也是采取的主體和腕帶分離的設(shè)計(jì)形式。兩片式金屬外殼，內(nèi)置紐扣電池和一塊電路板。如下圖PCB主板標(biāo)注，它的解決方案也是MCU+藍(lán)牙以及一顆加速度計(jì)，其加速度計(jì)為意法半導(dǎo)體LIS3DH。

　　Misfit Shine圓形黑色主板，周邊是12顆LED。通過(guò)主板標(biāo)注，它的解決方案也是MCU+藍(lán)牙以及一枚加速度傳感器。型號(hào)分別是Silicon Labs EFM32，32位ARM內(nèi)核MCU，TI CC2541 藍(lán)牙4.0芯片，內(nèi)置128KB ROM 以及8KB RAM。

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　　Nike FuelBand智能手環(huán)采用一體化設(shè)計(jì)，拆解時(shí)需從腕帶表面開(kāi)始切割。由于整個(gè)手環(huán)做成弧形，因此整個(gè)電路主板都是采用的柔性板，成本自然會(huì)比硬板高， 成本自然會(huì)比硬板高，板子中間是一塊5*20 LED陣列。電路板上的IC主要分布在兩端。使用的意法半導(dǎo)體三軸加速度計(jì)：LIS3DH。值得一提的是Nike FuelBand 采用的是兩個(gè)36mAh鋰電池的設(shè)計(jì)，但是續(xù)航能力并不強(qiáng)，只能支持5天左右。

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　　電路板上的IC主要分布在兩端。使用的意法半導(dǎo)體STM32L151QCH6 MCU，內(nèi)置256kb閃存，意法半導(dǎo)體LIS3DH三軸加速度傳感器，CSR的藍(lán)牙4.0芯片CSR1010，意法半導(dǎo)體STNS01 鋰電池充電芯片。

　　Bong一代也是采用一體化設(shè)計(jì)，腕帶、鋁合金裝飾外殼、芯片塑料外殼以及殼內(nèi)的主板、電池和振動(dòng)器。意法半導(dǎo)體加速度計(jì)LIS3DH，這顆傳感器出現(xiàn)的頻率很高。

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　　電路板上，Nordic nRF51822 的藍(lán)牙SoC，意法半導(dǎo)體LIS3DH 加速度傳感器，這顆傳感器出現(xiàn)的頻率很高。Liner LTC4065充電芯片和TI LM3673 降壓轉(zhuǎn)換器，強(qiáng)化電源。

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　　除 了我們已經(jīng)拆解的這些手環(huán)和腕帶們，其實(shí)市面還有很多的手環(huán)。由于方案簡(jiǎn)單，門檻比較低，開(kāi)發(fā)成本也低廉，開(kāi)發(fā)周期也比較短，所以智能穿戴的市場(chǎng)目前還比 較混亂。但是就我們的試用情況來(lái)看，目前的智能手環(huán)們離成熟還有很大的距離，工業(yè)設(shè)計(jì)、傳感器、顯示、功耗和人機(jī)交互這五大方面都需要提升。我們認(rèn)為，作 為下一代的便攜電子，體驗(yàn)應(yīng)該是傻瓜式的，工業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)該是時(shí)尚、無(wú)感佩戴式的，能夠真正收集到有效數(shù)據(jù)并且管理提供增值服務(wù)的。