智能手表的工作原理
發(fā)布日期:2021-01-27
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智能手表的工作原理主要是將手表內(nèi)置智能化系統(tǒng)、搭載智能手機(jī)系統(tǒng)而連接于網(wǎng)絡(luò)而實(shí)現(xiàn)多功能，能同步手機(jī)中的電話、郵件、照片、音樂等。
此外智能手表還能記錄每天的運(yùn)動情況以及睡眠時間，可以說是大大豐富了手表的功能。
智能手表可能具備的一些功能是智能手機(jī)功能的延伸。
例如，將其設(shè)計成可以提示電話來電或者推特信息，用戶就不再需要把手機(jī)從口袋、背包或手提包里拿出來，而且在運(yùn)動、健身方面，智能手表擁有獨(dú)特的優(yōu)勢。
除此之外，智能手表在移動支付等方面也有著很大的優(yōu)勢。下面就詳細(xì)來介紹下智能手表檢測步數(shù)、心率監(jiān)測、定位這3大功能的工作原理。
2、LBS 基站定位
基站定位原理：
移動電話(SIM卡功能)測量不同基站的下行導(dǎo)頻信號，得到不同基站下行導(dǎo)頻的TOA(Time ofArrival，到達(dá)時刻)或TDOA(Time Difference of Arrival，到達(dá)時間差)，根據(jù)該測量結(jié)果并結(jié)合基站的坐標(biāo)，一般采用三角公式估計算法，就能夠計算出移動電話的位置，精度不高，大于100m。
此外智能手表還能記錄每天的運(yùn)動情況以及睡眠時間，可以說是大大豐富了手表的功能。
智能手表可能具備的一些功能是智能手機(jī)功能的延伸。
例如，將其設(shè)計成可以提示電話來電或者推特信息，用戶就不再需要把手機(jī)從口袋、背包或手提包里拿出來，而且在運(yùn)動、健身方面，智能手表擁有獨(dú)特的優(yōu)勢。
除此之外，智能手表在移動支付等方面也有著很大的優(yōu)勢。下面就詳細(xì)來介紹下智能手表檢測步數(shù)、心率監(jiān)測、定位這3大功能的工作原理。
這種感應(yīng)器通過電容式加速度計能夠感測不同方向的加速度或振動等運(yùn)動狀況。三維律動的運(yùn)動狀態(tài)感應(yīng)器又分三軸跟六軸的，三軸的一般在擺動手臂就會記錄數(shù)據(jù)，而六軸的則會通過走路、跑步、騎車、爬樓梯提升運(yùn)動的數(shù)據(jù)記錄與精準(zhǔn)度。
根據(jù)三軸加速度實(shí)時捕捉到的三個維度的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，經(jīng)過濾波、峰谷檢測等過程，使用各種算法和科學(xué)縝密的邏輯運(yùn)算，最終將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成手表APP端的可讀數(shù)字，步數(shù)、距離、消耗的卡路里數(shù)值等呈現(xiàn)出來。
是由兩個綠色波長的發(fā)光LED和一個光敏傳感器組成，位于手表的背部。
其原理是基于手臂血管中的血液在脈動的時候會發(fā)生密度改變而引起透光率的變化。發(fā)光LED發(fā)出綠色波長的光波，光敏傳感器可以接受手臂皮膚的反射光并感測光場強(qiáng)度的變化并換算成心率。并可以持續(xù)測量心率，計算平均心率，記錄最大心率。
二、心率監(jiān)測原理：
一般來說，心率監(jiān)測的原理通常分三種：一種是光電透射測量法，原理上來說就是手表與皮膚接觸的傳感器會發(fā)出一束光打在皮膚上，測量反射/透射的光。因?yàn)檠簩μ囟úㄩL的光有吸收作用，每次心臟泵血時，該波長都會被大量吸收，以此就可以確定心跳。不過缺點(diǎn)是耗電量大，同時會受環(huán)境光干擾。目前市面上的智能手表監(jiān)測心率的功能多是采用了光電透射測量法。還有一種方法是測試心電信號的方法，手表的傳感器可以通過測量心肌收縮的電信號來判斷使用者的心率情況，原理和心電圖類似原理。缺點(diǎn)是電路比較復(fù)雜，占PCB空間比較大，易受電磁干擾，同時傳感器必須緊貼皮膚，放置位置相對固定，所以很難有智能手表采用這種測量方式。
一般來說，心率監(jiān)測的原理通常分三種：一種是光電透射測量法，原理上來說就是手表與皮膚接觸的傳感器會發(fā)出一束光打在皮膚上，測量反射/透射的光。因?yàn)檠簩μ囟úㄩL的光有吸收作用，每次心臟泵血時，該波長都會被大量吸收，以此就可以確定心跳。不過缺點(diǎn)是耗電量大，同時會受環(huán)境光干擾。目前市面上的智能手表監(jiān)測心率的功能多是采用了光電透射測量法。還有一種方法是測試心電信號的方法，手表的傳感器可以通過測量心肌收縮的電信號來判斷使用者的心率情況，原理和心電圖類似原理。缺點(diǎn)是電路比較復(fù)雜，占PCB空間比較大，易受電磁干擾，同時傳感器必須緊貼皮膚，放置位置相對固定，所以很難有智能手表采用這種測量方式。
三、定位原理：
目前市場上智能手表定位功能主要采用的技術(shù)都是基于GPS定位、基站定位、WiFi定位這三類定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。
目前市場上智能手表定位功能主要采用的技術(shù)都是基于GPS定位、基站定位、WiFi定位這三類定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。
1、GPS 全球定位系統(tǒng)
GPS導(dǎo)航系統(tǒng)(美國)的基本原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離(GPS可以保證在任意時刻，地球上任意一點(diǎn)都可以同時觀測到4顆衛(wèi)星)然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置。
GPS導(dǎo)航系統(tǒng)(美國)的基本原理是測量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離(GPS可以保證在任意時刻，地球上任意一點(diǎn)都可以同時觀測到4顆衛(wèi)星)然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置。
由空間部分+控制部分+用戶部分組成，精度大于3m。
這套系統(tǒng)不是一般的國家可以建設(shè)的，要依托于經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)水平，目前，世界上共有三個成熟和一個建設(shè)中的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，現(xiàn)有的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)有美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和俄羅斯的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)( Globle Naviga2tion Satellite System),簡稱GLONASS，以及中國北斗星，歐洲伽利略(建設(shè)中)。
這套系統(tǒng)不是一般的國家可以建設(shè)的，要依托于經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)水平，目前，世界上共有三個成熟和一個建設(shè)中的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，現(xiàn)有的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)有美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)和俄羅斯的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)( Globle Naviga2tion Satellite System),簡稱GLONASS，以及中國北斗星，歐洲伽利略(建設(shè)中)。
2、LBS 基站定位
基站定位原理：
移動電話(SIM卡功能)測量不同基站的下行導(dǎo)頻信號，得到不同基站下行導(dǎo)頻的TOA(Time ofArrival，到達(dá)時刻)或TDOA(Time Difference of Arrival，到達(dá)時間差)，根據(jù)該測量結(jié)果并結(jié)合基站的坐標(biāo)，一般采用三角公式估計算法，就能夠計算出移動電話的位置，精度不高，大于100m。
3、WIFI 熱點(diǎn)
WiFi能夠?qū)τ脩暨M(jìn)行定位。
WiFi能夠?qū)τ脩暨M(jìn)行定位。
因?yàn)樵贏ndroid、iOS和Windows Phone這些手機(jī)操作系統(tǒng)中內(nèi)置了位置服務(wù)，由于每一個WiFi熱點(diǎn)都有一個獨(dú)一無二的Mac地址，智能兒童手表開啟WiFi后就會自動掃描附近熱點(diǎn)并上傳其位置信息，精度小于10m。
深圳市正芯科技有限公司http://tnmdooq.cn/
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