[科普中国]-智能手环

智能手环是一种穿戴式智能设备1。通过智能手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据，并将这些数据与手机、平板、ipod touch同步，起到通过数据指导健康生活的作用。

智能手环作为目前备受用户关注的科技产品，其拥有的强大功能正悄无声息地渗透和改变人们的生活。其内置的电池可以坚持10天以上，振动马达非常实用，简约的设计风格也可以起到饰品的装饰作用。

简介手环本来应该是一种装饰品，不过这只是当智能科技推开了它的大门之前的事情了。现在的它正在尝试记录用户的健身效果、睡眠质量、饮食安排和习惯等一系列相关的数据，并且可以将这些数据同步到用户的移动终端设备中，终端设备可能会根据自己的“分析功能”给出相关建议，起到通过数据指导健康生活的作用。它可以说是一款高档的计步器，具有普通计步器的一般计步和测量距离、热量、脂肪等功能，同时还具有睡眠监测、高档防水、蓝牙4.0数据传输、疲劳提醒等特殊功能2。

智能手环作为可穿戴设备，外观往往很酷。智能手环这种设计风格对于习惯佩戴首饰的用户而言，颇具有诱惑力。小小智能手环个头不大，其功能还是比较强大的，其开发涉及智能手环MCU数据指令到蓝牙IC的传输、蓝牙到APP的数据通信协议、APP到手机内部的通信调试逻辑实现、APP数据到云端服务器的数据库算法设计等一系列的开发2。

以睡觉为例，在睡前将手环设置为睡眠模式，并通过低功耗蓝牙与智能手机实时同步，便可看到入睡时间、清醒时间、深睡/浅睡、整体的睡眠质量等信息。而对于减肥和健身的人来说，智能手环是一个负责的私人教练，可以告诉用户每天的运动路径、消耗卡路里和摄入热量；可以设置运动目标，如要走多少步、消耗多少卡路里等，还会实时显示运动的完成率，运动减肥都可以量化，对于不能坚持的人来说是一大福音。智能手环具有高档防水功能，可以戴着手环在浅海或者河里游泳，克服了传统计步器无法跟踪游泳运动的缺陷，使用也更加广泛2。

构造智能手环主体一般采用医用橡胶材质，记忆橡胶材质。天然无毒，外观设计高档时尚、大方，不仅具有运动健康秘书的功能，还具有时尚配件的功能，外观有流线花环，颜色多样。

两端则设有银色涂层金属帽，非常适合佩戴，这也让其有别于带有卡锁或者纽扣的传统手环。

智能手环内部内置了一颗续航时间可达10天的锂电池，一个震动马达和一个动作感应加速计3。手环末端小尺寸的银帽则是用于更改设置的按键，另外一段则是一个用于和手机连接的3.5毫米插头。

功能基本功能可以说计步和睡眠质量追踪已经是当下所有智能手环最基本的功能了，这 2 个最基本的数据都是依靠手环中的智能传感器和闪存芯片来测量并记录的。而消耗热量、行走距离、睡眠质量等其他数据均是以这 2 个数据为基本值，加入用户身高、体重、年龄等数值通过软件计算得出的。不过，以现如今使用运动传感器的方案来说，在计步上，或多或少的都会存在一定的误差。

所以对于手环来说，内置传感器对动作的侦测和软件的算法是提升计步精准度最大的前提。通过以上的测试对比我们不难发现，在相同测试条件下，累计步数值越小的手环则在计步上有着更高的准确度，所记录的步数与真实行走步数更加贴近。

当然，除了计步之外，睡眠追踪也是智能手环的一大基本功能，不过对于每天需要手动开启关闭睡眠追踪功能的手环来说，Garmin Vivofit 支持自动、手动 2 种睡眠追踪的模式设计则是相当人性化了，毕竟我们有时候难免会出现忘记开启或关闭睡眠追踪而出现数据断档的情况。

续航时间：频繁充电仍是噩梦续航时间短已经是目前多数便携数码产品的通病，碍于锂电池技术发展缓慢的限制，让目前电池容量和其体积成正比的关系导致许多设备都需要消费者不定期的频繁充电。然而对于人们需要 7×24 小时连续佩戴在身上的智能手环来说，在何时充电才能避免数据断档，是每个用户都需要仔细计算的。

震动唤醒智能手环内置了震动组件，它拥有一项非常具有特色的功能就是通过振动唤醒睡眠中的你。用户可以在设置中选择手环闹钟来激活震动唤醒功能，设定好时间然后保存即可，或是有重要事件也可设置提醒。这种唤醒或者提醒方式相比于闹铃来说可谓健康许多，因为研究表明被闹钟叫醒会使人产生心慌、心情低落等情绪，甚至影响人的记忆力、认知力和计算速度等。

睡眠追踪用户在睡前与醒来后分别按一下金属帽，这样昨晚的睡眠数据包括睡眠的时间和质量就可以通过智能手环同步到手机或者平板电脑上。智能手环为我们清晰记录了入睡时间、深度睡眠时间、浅度睡眠时间和清醒时间等四项信息，除了记录当天的睡眠数据之外还有本周的睡眠情况，并将每日数据生成鲜明的彩色图。最后你还可以把查看本周的睡眠情况和这些数据分享到微博、微信等主流社交平台之上，与你的好友一起交流你的睡眠情况，针对手环的分析结果对自己的睡眠进行适当的调整。

运动监测智能手环最重要的功能非运动监测莫属，它可以把用户每天行走的步数详细而准确地记录下来。用户可以通过手机查看智能手环同步的数据，主要有当天运动的时间、空闲时间、运动路程、走路步数和能量消耗等情况。平时运动少的使用者，可根据制定目标来完成，例如设定24小时内完成步行五万步等。在办公室工作的用户长期坐着不动，智能手环也能侦测到并会提醒你做一些简单的舒展运动，活动一下筋骨预防肌肉劳损。智能手环还能根据年龄、性别、身高、体重以及活动的强度和时间来计算消耗的热量。

膳食记录合理控制膳食同样也是健康生活的重要组成部分，智能手环虽然不具备食物辨识能力，但其强大的软件可以为用户提供一个非常完善的食物库。用户可以在食用时添加食物图片或者拍照记录所吃的食物并选择进食的分量，随后软件将会为我们展示所摄入食物包含的能量是多少，并最终通过时间和餐饮类型为我们统计一天的能量摄取量。这样的膳食记录方式虽然并不能完全准确地计算出我们真实的能量摄取情况，但可以为我们的饮食生活提供一个基础的参考依据。而且智能手环不仅仅关注热量，它还通过将记录的食品与营养学家建议的日常营养摄取百分比进行对比，让用户更加了解摄入食物的健康指数，选择健康平衡的食谱。功能五：心率测量。智能手环还有一项特别有趣的功能就是测量心率。用户只需将智能手环佩戴在手腕上即可轻松地知晓自己在任一时刻的心率，然后可以利用其在睡眠或是运动时的心率得出科学的睡眠方式和运动强度。虽然某些用户反映手环心率测量方式的准确性并不高，但随着科技的发展相信有关的技术手段会越来越成熟。另外，用户可以把心率的测量结果通过手机分享给朋友，也是一件非常有意思的事。

同步方式智能手环仍然无法摆脱对末端硬件和软件的依赖，毕竟在收集大量数据之后，我们还需要与手环相应的APP 进行数据同步，才能够实现永久的记录和分析功能。所以，智能手环与手机或者电脑的同步方式是否足够方便，也是影响用户使用体验的一大因素4。

提醒功能只有加入了提醒功能，我们才能更加直观的通过手环来了解到当前目标的完成状态或进度。比如已经走了多少步、离当日目标还差多远等等。不管是用 LED 还是屏幕，或者是震动，都要比我们掏出手机在 APP 端上查看来的方便。多数智能手环虽然都具备基本的提示功能，但是在我们需要查看状态时，还需要另外一只手对手环进行操作，才会激活上面的显示屏或 LED 灯。虽然这种平常处于关闭状态下屏幕会延长一定的续航时间，但对于一些懒人来说，那种与手表相同的抬手即看效果仍然是最佳的解决方案。

网络功能智能手环还具备社交网络分享功能，比如用户可以将睡眠质量、饮食情况和锻炼情况以及心情记录等通过绑定应用进行分享。对于老年人来说，它还是一位保护神。通过内置的GPS连接器，它可以随时将身体状况及位置随时知会相关医院或家人5。

智能手环是一种穿戴式智能设备。通过这款手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠和饮食等实时数据，并将这些数据与iOS或者Android设备同步，起到通过数据指导健康生活的作用。

特性智能手环内置低功耗蓝牙4.0模块，可以与手机、平板、PC客户端进行连接，可以随时随地设置身高、体重、步幅等信息和上传运动数据。另外，智能手环还具备社交网络分享功能，比如用户可以将睡眠质量、饮食情况和锻炼情况以及心情记录等通过绑定微博等社交网络端进行分享5。

每当疲劳提醒时间一到，智能手环会以闹钟的形式提醒注意休息，适合现高压力的办公室人群，设计很人性化5。

在使用时间上，由于智能手环内部内置了一颗锂聚合物电池，续航时间可达10天，续航能力还是很强的。
智能手环作为一款兴起未多久的高科技可穿戴式智能设备，价格普遍较高。

医用健康手环可以测量脉搏、心率、皮肤温度，以及其它环境信息，如光照及环境噪音水平。通过健康手环，即使病人不在医院，医生也能追踪并了解他的健康情况。不过，谷歌手环不会作为普通电子消费品推入市场，而是把它能作为一个专业医疗设备提供给病人或用于临床试验5。
尽管，目前市面上有很多智能手环，其中也有涉及到健康的领域，但是大多数手环的健康模块功能都是在于监测睡眠，运动提醒等，很少有专门针对帮助用户治疗身体的手环。因此这一款医疗级别的健康手环，不仅仅是谷歌实验室的一项具有着长远前景的大项目，也将会是未来智能手环的一个重要的发展方向5。

发展前景从上面用途来看，它的潜有客户是2亿中国年轻人及1.5亿的中国老年人或准老年人。以每只运动手环200元计算，它是中国未来700亿市场；加之中国为全球的世界工厂， 上面的市值的五倍，即3500亿， 就是各大厂家及公司虎视眈眈的来由了。

随着智能手机中配置的感知器与高运算能力成为常态，穿戴式电脑科技正在快速发展6。这也使得穿戴式智能设备成为了电子商务企业下一个必争之地。

在社会高速发展的今天生活条件变好了，但常常会感觉身心疲惫，生活的幸福指数不高。每天高强度的工作，职场上复杂的人际关系，长期奔波忙碌导致健康透支疾病上身。智能手环适合那些忙碌的白领、居家人士和有志减肥者，它提供的睡眠、运动、饮食监测正是这些人所需要的。智能手环更像是健康的监督官，能时刻提醒你关注自己的身体健康状态，督促你多做运动、合理饮食、注意睡眠。但是，任何工具都不能提高人的身体健康，提高身体健康的方法只有靠自己养成良好的生活习惯。首先应该坚持适当运动。动作幅度较小、热量消耗较大的有氧运动适合大多数人，比如慢跑、走路、游泳、骑自行车等。适当强度的运动能刺激神经细胞，促使“快乐信使”多巴胺的分泌，同时加快人体新陈代谢，增强机体免疫力。其次要努力减轻压力。最大程度地采取倾诉、跑步等方式排解工作、生活带来的压力，让内心得到更多的缓冲空间。然后要合理调节饮食，学会健康饮食是养生的重要组成部分。一日三餐要保证数量与质量，多选择新鲜、当季的蔬菜水果，从而预防肥胖、糖尿病、高血压等慢性病。最后也是最重要的就是重视自我健康管理。每年至少安排一次健康体检和健康评估，警惕身体出现的危险信号。养成良好的生活习惯，要定时进食，定量喝水，养成早睡早起的好习惯。

本词条内容贡献者为:

孙锐 - 教授 - 合肥工业大学