來源:智能傳感器網(wǎng)
發(fā)布時間:2025-3-25
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目前,最常見的收集身體運動數(shù)據(jù)的技術(shù)是計算步數(shù),這種技術(shù)首次是用在計步器上,如今也給消費者提供數(shù)據(jù)來源。除了在外形上的改變——從皮帶夾到手環(huán),大多數(shù)計步設(shè)備需要加入其他功能,檢測身體其他指標(biāo)。
市場上有成千上萬的傳感器,并且還會越來越多?,F(xiàn)在,工程師都開始使用傳感器來檢測和測量心率、汗液、溫度、睡眠、生殖健康,卡路里、GPS坐標(biāo)、血壓、UV紫外線和葡萄糖水平。
加速度傳感器、磁場傳感器、陀螺儀等慣性傳感器和氣壓、濕度、紫外指數(shù)等環(huán)境傳感器被廣泛用于消費類可穿戴產(chǎn)品,不過,專有解決方案卻需要定制的MEMS傳感器。例如,MEMS青光眼鏡是一種柔軟的一次性硅隱形眼鏡,內(nèi)置一個MEMS傳感器,用于捕捉角膜區(qū)自發(fā)性周向變化。因為能夠24小時連續(xù)無創(chuàng)測量角膜變化,該解決方案是目前辨別正常眼壓青光眼和非青光眼的最實用方法 。
可穿戴設(shè)備中傳感器示意
可穿戴設(shè)備里有哪些傳感器?
原理:見往期內(nèi)容 全面解讀MEMS加速度計:分類、應(yīng)用及全球主要廠商
應(yīng)用:橫豎屏、翻轉(zhuǎn)應(yīng)用、計步器、雙擊功能、手勢識別、防盜、FREEFALLDETECTION、檢測震動。
原理:見往期內(nèi)容 揭秘MEMS磁傳感器:分類、應(yīng)用和行業(yè)巨頭
用途:地圖方向指示、室內(nèi)定位導(dǎo)航
原理:見往期內(nèi)容 綜述:MEMS陀螺儀原理、應(yīng)用及行業(yè)巨頭
用途:VR頭盔、運動手環(huán)等
原理:導(dǎo)體的電阻隨溫度變化
用途:用于記錄溫度變化。雖然它不同于溫度計,但是傳感器的概念是類似的,都是通過紅外線提供體溫的讀數(shù)。對此類溫度傳感器而言,個體鍛煉越多,發(fā)熱會越多,從而捕捉到信息。
原理:人體是一個大的生物電導(dǎo)體,各組織、器官均有一定的阻抗,當(dāng)人體的局部器官發(fā)生病變時,該部位的阻抗必然與其他部位不同,因而可通過2~128通道的生物電探針,來測量人體的生物阻抗,從而對人體的健康和病變進行檢測診斷。皮膚電反應(yīng)是測量皮膚的電阻并將其解釋為身體的某種活動的方法。它也稱為皮膚電反應(yīng)或心理電反射。這并不意味著健身追蹤器將產(chǎn)生電擊,但是某些健身追蹤可以使用該傳感器來收集心率的數(shù)據(jù)。
用途:用于檢查皮膚對小電流的電阻,將廣泛應(yīng)用于亞健康監(jiān)護、慢性病監(jiān)測、急性病監(jiān)護、中醫(yī)模式診斷、運動健康監(jiān)護等業(yè)務(wù)。
原理:光照引發(fā)光電二極管產(chǎn)生相應(yīng)的電信號,經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,比較數(shù)字信號與預(yù)設(shè)值,實現(xiàn)測量功能。利用皮膚反射的光來測量脈搏。該器件本質(zhì)目的是模仿人眼對環(huán)境感知(僅亮度),調(diào)節(jié)可穿戴設(shè)備適應(yīng)環(huán)境需求。
用途:運動監(jiān)測、導(dǎo)航、娛樂、人機交互,例如:調(diào)節(jié)屏幕亮度、測量心率、測量脈搏。
典型設(shè)備:智能手表、智能手環(huán)、智能眼鏡、智能頭盔。
各種各樣的可穿戴設(shè)備
創(chuàng)新型可穿戴設(shè)備
1、織入襪子的溫度傳感器
一款專為糖尿病患者設(shè)計的智能襪子,由初創(chuàng)企業(yè) Siren Care 開發(fā),能夠通過內(nèi)置的溫度傳感器實時監(jiān)測足部健康狀況,幫助早期發(fā)現(xiàn)炎癥等潛在問題。這款襪子在足底的多個關(guān)鍵部位(如拇趾、第 1、2、5 跖骨點、足中部和足跟處)集成了 6 個 MEMS 溫度傳感器。這些傳感器被巧妙地編織進襪子的織物中,與足部皮膚緊密接觸,確保測量的精準(zhǔn)性。
其工作原理基于人體的生理特性:當(dāng)足部出現(xiàn)損傷或炎癥時,局部血液循環(huán)會發(fā)生變化,導(dǎo)致溫度升高。MEMS 溫度傳感器對溫度變化極為敏感,能夠以 10 秒為間隔,精準(zhǔn)監(jiān)測這些關(guān)鍵部位的溫度變化。
糖尿?。ㄓ绕涫?I 型和 II 型)患者容易出現(xiàn)足部腫脹,若未能及時檢測,可能發(fā)展為更嚴重的感染,甚至導(dǎo)致截肢。因此,對足部健康狀況的持續(xù)監(jiān)測至關(guān)重要,能夠幫助患者提前預(yù)防并發(fā)癥的發(fā)生。這款智能襪子的內(nèi)置傳感器在早期檢測中起到了關(guān)鍵作用。
作為一款可穿戴設(shè)備,這款智能襪子無需頻繁充電。每只襪子內(nèi)置的電池充滿電后可連續(xù)使用六個月。穿上襪子后,傳感器會自動啟動;脫下襪子時,傳感器則會進入睡眠模式,節(jié)省電量。
此外,這款襪子支持機洗,使用壽命可達六個月。所有監(jiān)測數(shù)據(jù)會實時存儲在襪子的傳感器中,并通過手機 App 和云盤同步。當(dāng)檢測到足部溫度異常時,App 會立即發(fā)出警報,提醒患者足部可能出現(xiàn)問題,以便及時就醫(yī)。
2、智能健身T恤的內(nèi)置心率傳感器和GPS定位
這款健身數(shù)據(jù)跟蹤設(shè)備可以直接在 T 恤里面完成健身數(shù)據(jù)的跟蹤。
T恤采用無袖設(shè)計,它里面縫合了運動傳感器,并且是嵌入織物當(dāng)中,很薄且不引人注意。這就意味著,運動者無須佩戴額外的監(jiān)測設(shè)備,比如腕帶設(shè)備或者是胸前設(shè)備。另外,這個T恤還設(shè)計了一個小型傳感器,位于后領(lǐng)上。
這個傳感器上還附帶有GPS,可用于確定運動員的速度,距離和加速度。另外,官方還打造了一個專門的iPad應(yīng)用,可以實時顯示數(shù)據(jù),允許教練跟蹤每個運動員的表現(xiàn),并根據(jù)需要調(diào)整訓(xùn)練計劃,有效地監(jiān)控訓(xùn)練期間的工作量。
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