作為新興智能硬件產(chǎn)品，可穿戴式電子產(chǎn)品正引領(lǐng)著下一波消費電子市場熱潮。智能眼鏡、智能手表、智能手環(huán)、智能鞋子等不同形態(tài)的可穿戴式設(shè)備層出不窮，面向可穿戴設(shè)備的各種解決方案也應(yīng)運而生。對于可穿戴設(shè)備來說，小尺寸、低功耗設(shè)計似乎是永恒不變的主題。不過，當前可穿戴設(shè)備的一個重大缺陷則是數(shù)據(jù)監(jiān)測的精確度差，因此，高精度檢測算法在可穿戴設(shè)備整體解決方案中的地位亦顯得舉足輕重?！　? 那么，可穿戴設(shè)備如何在保證尺寸足夠小型化的同時也能保證長時間工作？面向老年人市場的可穿戴跌倒檢測產(chǎn)品又是如何實現(xiàn)高精度跌倒檢測算法的呢？　　

重慶軟匯科技股份有限公司董事長童俊平

三大要訣實現(xiàn)小尺寸、低功耗一舉兼得 對于可穿戴設(shè)備來說，既要解決硬件方面小型化和低功耗方面的問題，還要兼顧性能和成本，這無不挑戰(zhàn)著開發(fā)者的綜合水平?！　? “尺寸、功耗、性能、成本的兼顧，使得傳感器等關(guān)鍵器件、高精度算法、數(shù)據(jù)平臺等成為可穿戴電子產(chǎn)品設(shè)計的難點。”重慶軟匯科技股份有限公司（以下簡稱“軟匯科技”）董事長童俊平說，在產(chǎn)品的功耗控制上面，由于產(chǎn)品設(shè)計必須優(yōu)先考慮用戶佩戴的舒適性，因此產(chǎn)品外觀和尺寸上的要求比較高，這間接地限制了電池的尺寸。既要保證尺寸的足夠小型化，又要保證長時間工作，這是一件非常沖突的事情。所以，盡可能地采用低功耗的器件，和優(yōu)化產(chǎn)品的工作模式是解決關(guān)鍵。比如：通過算法的優(yōu)化，降低MCU的處理時間，讓MCU更多時間處于休眠狀態(tài)，以達到省電的目的?！　? 盡可能讓微控制器在休眠或待機模式下運行，這是在可穿戴式電子產(chǎn)品中實現(xiàn)超低功耗運行的有效解決方案，也是大多數(shù)方案商采用的方式。使待機模式下的電流消耗最低則是另一解決方案，因此采用電流消耗低的微控制器就顯得很有必要。例如，TI的采用EnergyTrace++技術(shù)的MSP430F59xx（FRAM）微控制器在待機模式下僅消耗450nA的電流，這得益于于其極低泄漏的FRAM存儲器。如果用TPS82740A為該微控制器供電，那么供電時即便該微控制器略有漏電，從單節(jié)鋰離子電池汲取的電流大約也只有750nA。之所以能實現(xiàn)這樣低的待機功耗，主要歸功于360nA的靜態(tài)電流（IQ）與DCS-Control拓撲結(jié)構(gòu)這兩大優(yōu)勢的珠聯(lián)璧合?！　? 對于如何保證尺寸的小型化，集成無疑是很好的方式。如TI的TPS82740A是MicroSIP器件，就集成了所有必需的無源組件以及一個負載開關(guān)。這比具有相同超低功耗性能的分立式TPS62740型實施方案小75％以上。再如，MSP430F59xx同樣集成了多種功能，如溫度傳感器功能、差分輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器功能、8選1多路復用器LCD顯示器驅(qū)動器功能和256位加密功能。這樣就節(jié)省了PCB的空間，也簡化了可穿戴電子產(chǎn)品的設(shè)計流程，用戶只需添加一塊電池和一些其它的系統(tǒng)專用傳感器就基本大功告成。　 本文下一頁：如何開發(fā)高精度的跌倒檢測算法？ {pagination} 如何開發(fā)高精度的跌倒檢測算法？ “在可穿戴產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重的今天，如果更多在產(chǎn)品外觀、功能疊加上做差異化，這不會成為客戶接受的解決方案?！蓖∑竭M一步說，因此，軟匯科技把產(chǎn)品的核心價值、差異化，轉(zhuǎn)移到高精度的算法開發(fā)、設(shè)備與數(shù)據(jù)平臺交互等智能體驗上來。　　 據(jù)了解，目前軟匯科技主要專注智慧養(yǎng)老，其可穿戴設(shè)備解決方案的競爭優(yōu)勢在于高精度的檢測算法和數(shù)據(jù)平臺?！巴ㄟ^多年的數(shù)據(jù)收集，我們已經(jīng)建立了行業(yè)唯一的萬級真人測試數(shù)據(jù)庫，為行為檢測和安全檢測模型提供了真實可靠的驗證環(huán)境，自主的算法、傳感器及數(shù)據(jù)平臺是我們的競爭優(yōu)勢?！币钥纱┐鞯睦先说箼z測產(chǎn)品為例，童俊平重點向筆者介紹了其跌倒檢測算法。　　 據(jù)童俊平介紹，可穿戴老人跌倒檢測產(chǎn)品的核心功能就是正確的檢測出用戶跌倒，不能有太高的誤報與漏報。如果誤報和漏報太高給用戶的體驗就不好，最終會造成產(chǎn)品的失敗。因此，高精度的跌倒檢測算法十分重要。為此，中科軟匯分兩步來走：第一步是專門建立了一套用于人體姿態(tài)數(shù)據(jù)采集的無線數(shù)據(jù)收集平臺。第二步，針對收集來的數(shù)據(jù)，分析這些數(shù)據(jù)的差異性，進行數(shù)學建模，在離線的環(huán)境中，不斷的對數(shù)學模型進行反復的優(yōu)化、測試、再修改，甚至重新建立數(shù)據(jù)模型，最終才達到滿意的效果?！　? 對此，童俊平分享了一些他們在開發(fā)過程中的檢測數(shù)據(jù)：　　

典型的跌倒曲線

跌倒檢測模型圖

跌倒計算結(jié)果圖
此外，對于可穿戴老人跌倒檢測產(chǎn)品來說，還有很重要的一點就是產(chǎn)品的通訊能力。目前，穿戴式產(chǎn)品鮮有做到獨立通訊的能力，幾乎都必須依靠第三方設(shè)備如手機等來實現(xiàn)完整的通訊流程，這也是目前穿戴式產(chǎn)品無法讓用戶形成有效佩戴的一個重要的原因?！澳壳?，我們通過內(nèi)置嵌入式數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)或便攜式數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)，間接地解決了這一問題，讓用戶的數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)準實時自動傳輸，且整個過程不需要用戶進行任何干預(yù)。”童俊平說。　　 當前，軟匯科技主要關(guān)注檢測算法與數(shù)據(jù)平臺的互動。“通過算法，用戶可以了解自己在某個點的狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)平臺，用戶可以觀察到自己在很長一段時間內(nèi)的狀態(tài)，通過這些狀態(tài)，我們可以為用戶提供不同于以往的智能體驗?！蓖∑椒Q，未來軟匯科技會繼續(xù)發(fā)揮自己的優(yōu)勢，在解決方案中持續(xù)提供高精度檢測算法，以期給用戶帶去最美好的體驗。 《國際電子商情》原創(chuàng)文章，謝絕轉(zhuǎn)載