随着智能化的到来,智能穿戴越来越受到人们的广泛应用,其中智能手表的发展尤其迅猛。智能手表的工作原理主要是将手表内置智能化系统、搭载智能手机系统而连接于网络而实现多功能,能同步手机中的电话、邮件、照片、音乐等。此外智能手表还能记录每天的运动情况以及睡眠时间,可以说是大大丰富了手表的功能。
下面分别来介绍智能手表的工作原理:
一、心率监测原理:
一种是光电透射测量法,原理上来说就是手表与皮肤接触的传感器会发出一束光打在皮肤上,测量反射/透射的光。因为血液对特定波长的光有吸收作用,每次心脏泵血时,该波长都会被大量吸收,以此就可以确定心跳。不过缺点是耗电量大,同时会受环境光干扰。目前市面上的智能手表监测心率的功能多是采用了光电透射测量法。
还有一种方法是测试心电信号的方法,手表的传感器可以通过测量心肌收缩的电信号来判断使用者的心率情况,原理和心电图类似原理。缺点是电路比较复杂,占PCB空间比较大,易受电磁干扰,同时传感器必须紧贴皮肤,放置位置相对固定,所以很难有智能手表采用这种测量方式。
二、检测步数原理:
1、软件算法
根据三轴加速度实时捕捉到的三个维度的各项数据,经过滤波、峰谷检测等过程,使用各种算法和科学缜密的逻辑运算,最终将这些数据转变成手表APP端的可读数字,步数、距离、消耗的卡路里数值等呈现出来。
2、感应器检测
这种感应器通过电容式加速度计能够感测不同方向的加速度或振动等运动状况。
3、绿光光电测量法
是由两个绿色波长的发光LED和一个光敏传感器组成,位于手表的背部。 其原理是基于手臂血管中的血液在脉动的时候会发生密度改变而引起透光率的变化。
三、定位原理
1、GPS 全球定位系统
GPS导航系统(美国)的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离(GPS可以保证在任意时刻,地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星)然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。
2、WIFI 热点
WiFi能够对用户进行定位。因为在Android、iOS和Windows Phone这些手机操作系统中内置了位置服务。
3、LBS 基站定位
基站定位原理:移动电话(SIM卡功能)测量不同基站的下行导频信号,得到不同基站下行导频的TOA(Time of Arrival,到达时刻)或TDOA(Time Difference of Arrival,到达时间差)。