智能手环中的MEMS惯性传感器是如何分布的?

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如果说前几年消费电子市场的热点是是功能手机向智能手机的转换过渡,那么近几年则逐渐偏移到智能设备的便 携化、智能化。近年来,国内外豪杰纷纷聚焦智能硬件,Google Glass问世,Galaxy Gear 接踵…… 今年9月份Apple Watch的亮相更是将这个热点推向极致。
 
时尚、智能、健康等标签的智能手环、腕带
 
这段时间,我们发现身披时尚、智能、健康等标签的智能手环、腕带们其实并没有想象中的“高大上”,抛开外形、大同小异的APP,实现手环的关键功能——计步和睡眠监测,实际上都是通过一枚加速度计配合软件算法来实现的。
 
首先一张总结表看看各型号的手环中使用到的MEMS惯性传感器的厂商型号等信息,可以看出意法半导体三轴加速度计LIS3DH“出镜率”最高。
 
各型号的手环中使用到的MEMS惯性传感器的厂商型号
 
接下来看看每款设备上传感器的分布位置。
 
先拿国内79元小米手环来看看吧。ADI公司的三轴数字输出MEMS加速度计:ADXL362。
 
小米手环PCB板上有ADI的三轴加速度计ADXL362
 
图1 小米手环PCB板上有ADI的三轴加速度计ADXL362
 
接着是Fitbit Flex,它采用意法半导体三轴加速度计:LIS3DH。
 
 
Fitbit Flex PCB板上有意法半导体三轴加速度计LIS3DH
图2 Fitbit Flex PCB板上有意法半导体三轴加速度计LIS3DH
 
再看看Jawbone的UP手环。Jawbone是较早进入智能手环的厂商之一,两代UP手环在市场上也非常流行,两代UP都是典型的一体化设计,代表了比较高的工艺水准。它们使用的Bosch三轴加速度计:BMA222EF。
 
 
Jawbone两代UP手环PCB板上有Bosch三轴加速度计BMA222EF
图3 Jawbone两代UP手环PCB板上有Bosch三轴加速度计BMA222EF
 
以精致外形俘获不少用户的Misfit Shine也是采取的主体和腕带分离的设计形式。两片式金属外壳,内置纽扣电池和一块电路板。如下图PCB主板标注,它的解决方案也是MCU+蓝牙以及一颗加速度计,其加速度计为意法半导体LIS3DH。
 
Misfit Shine PCB板上有意法半导体三轴加速度计LIS3DH
图4 Misfit Shine PCB板上有意法半导体三轴加速度计LIS3DH
 
Nike FuelBand智能手环采用一体化设计,拆解时需从腕带表面开始切割。由于整个手环做成弧形,因此整个电路主板都是采用的柔性板,成本自然会比硬板高。电路板上的IC主要分布在两端。使用的意法半导体三轴加速度计:LIS3DH。
 
Nike FuelBand PCB板上有意法半导体三轴加速度计LIS3DH
图5 Nike FuelBand PCB板上有意法半导体三轴加速度计LIS3DH
 
Bong一代也是采用一体化设计,腕带、铝合金装饰外壳、芯片塑料外壳以及壳内的主板、电池和振动器。意法半导体加速度计LIS3DH,这颗传感器出现的频率很高。
 
Bong一代PCB板上有意法半导体加速度计LIS3DH
图6 Bong一代PCB板上有意法半导体加速度计LIS3DH
 
除了我们已经拆解的这些手环和腕带们,其实市面还有很多的手环。由于方案简单,门槛比较低,开发成本也低廉,开发周期也比较短,所以智能穿戴的市场 目前还比较混乱。但是就我们的试用情况来看,目前的智能手环们离成熟还有很大的距离,工业设计、传感器、显示、功耗和人机交互这五大方面都需要提升。我们 认为,作为下一代的便携电子,体验应该是傻瓜式的,工业设计应该是时尚、无感佩戴式的,能够真正收集到有效数据并且管理提供增值服务的。
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