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【摘要】随着经济社会的快速发展，人们对于电子产品的消费也提出了更高的要求。最近几年，随着可穿戴设备相关技术的不断成熟和发展，智能眼镜、智能头盔等可穿戴设备开始进入到人们的视野，给人们带来了全新的电子设计理念。本文主要针对可穿戴设备的核心设计原理进行研究，针对其能源和功能实现的特点进行具体的分析，以期更好的对可穿戴设备的核心设计原理进行阐释。
【关键词】能源;功能实现;可穿戴设备;设计原理
1.引言
智能可穿戴设备指的是将智能化的移动设备或者部分功能融合到传统的可穿戴设备中，从而实现可穿戴设备的智能化。在目前的军用电子设备和消费电子市场中，可穿戴设备已经成为一个新的热点。在消费电子领域，包括三星Gear智能手表、运动腕表等都得到了迅速的发展，并且占领了巨大的市场。
可穿戴设备之所以能够得到如此迅速的发展，这取决于可穿戴设备的设计理念及其应用前景，简单来讲，智能可穿戴设备就是实现智能化软件、硬件以及数据信息等三个方面的相互碰撞和融合，从而形成一个全新的电子设计领域。可穿戴设备的核心设计原理就是实现能源以及相关的功能，即技术成功的推动一个全新的市场，其未来的应用领域不仅局限于健康、娱乐，还会向着数据信息分析、个人隐私等发展，因此，可穿戴设备将会有着十分良好的市场前景。
2.可穿戴设备及其主要类型
可穿戴设备指的是采用完全独立的系统，并且能够实现可穿戴设备的升级以及后期的应用扩展等功能，同时能够实现较好的人机交互功能。在可穿戴设备的设计过程中，其设计的载体是日常生活中的可穿戴产品，并且可以根据可穿戴设备的应用、功能和数据三个方面进行划分。
（1）基于应用层面的可穿戴设备划分
基于应用层面，可以将可穿戴设备划分为以日常应用为导向和以目标实现为导向。前者主要包括目前发展较好的智能眼镜、智能手表、鞋帽等。目前，谷歌、三星、索尼等各大厂商都已经开始了对智能手表和智能眼镜的研发。后者则是主要以简便易于佩戴的产品为基础，能够实现用户的实时数据信息采集和相关反馈功能，例如目前可穿戴设备在医疗领域就是以目标为导向的可穿戴设备的典型应用。
（2）基于功能层面的可穿戴设备划分
根据对可穿戴设备功能实现的不同，可以将其划分为功能创新型和功能扩展型两种。功能创新型指的是在传统设备的基础上进行创新，实现传统设备不能够实现的功能，其中典型的应用是用于收集人体健康数据信息的电子手环。而功能扩展型则指的是在设计的过程中仍然沿用传统设备的部分功能，并且实现传统的功能的扩展，其中典型的应用是能够集成通信、娱乐、拍照等功能的智能手表。
（3）基于数据的划分
根据可穿戴设备对于数据处理的不同方式可以分为内部采集和外部处理两种主要类型。前者主要是通过先进的传感器技术实现对人体数据信息的采集功能，其典型的应用是目前流向的手环、头盔等，可以对人体的相关指标数据实现实时性的检测，然后再与相关的数据库信息进行比对，以此确定人体的健康指数。后者主要是可穿戴设备主要由外部获取相关数据信息，例如通常情况下会配备有蓝牙等无线通信接口，对于数据的外部处理则更是多种多样，其中也包括目前在迅速发展的云计算处理技术。
3.可穿戴设备核心设计原理
由于可穿戴设备是将软件、硬件以及数据信息相互整合的产物，因此其在设计的过程中具有较大的难度，设计的过程也充满挑战。根据对目前可穿戴设备设计的原理及其相关技术的分析可以发现，能源和功能实现是两个十分关键的方面，直接决定着可穿戴设备的应用和相关的性能。
（1）可穿戴设备设计的能源因素
由于可穿戴设备在设计的过程中应该尽可能的实现设备的简便易用，因此在能源消耗方面就需要做出较为特殊的考虑。在目前的可穿戴设备设计方面，由于无法配备体积较大的供电系统，因此在可穿戴设备的设计阶段首先需要考虑到设备的整体功耗问题，就采用低功耗的设计理念和相关的技术，使得可穿戴设备能够获得更长的使用期限。同时，对于可穿戴设备的能源研究也有着新的研究和突破，例如在国外已经开始研究利用人体自身的相关化学反应实现对可穿戴设备的供电，从而实现可穿戴设备真正的独立系统，同时还可以在很大程度上进一步增加可穿戴设备的实用性，扩展可穿戴设备的应用场景。
（2）可穿戴设备的功能实现
根据对可穿戴设备的分析可以发现，可穿戴设备的研发是以应用为主要导向的，即实现某种特定的功能，例如目前的智能手环就是基于人体相关健康数据信息的检测而提出的。因此在可穿戴设备的研发过程中，要将可穿戴设备的功能实现作为主要导向，并且围绕功能的实现对相关的软件、硬件和数据采集处理模块的融合，以更好的发挥可穿戴设备的性能。
4.可穿戴设备的主要技术
目前的可穿戴设备具有小型化、实时性等典型特点，并且实现软硬件的相互融合，同时涉及到包括人机交互技术、人体传感器技术、信息处理技术等诸多技术类型。
（1）智能人机交互技术
在可穿戴设备的应用过程中，涉及到触控、人体识别以及骨传感等技术，而且在可穿戴设备的设计过程中应用做到以用户体验的改善为目标，能够使得用户与可穿戴设备之间形成一个整体，同时有效的提升用户对于周边环境和相关设备的实际操作能力。在目前的可穿戴设备智能人机交互设计中，需要实现人机的无缝结合，即用户可以根据所处的不同环境对人机交互的方式进行选择，以获得更好的人机交互效果，进一步提升用户体验。
（2）人体传感器技术
在可穿戴设备中，人体传感器设备占到了十分重要的位置，其中包括生物传感器、惯性传感器等，它们主要实现对人体的周边环境以及人体的运动信息进行采集，并且将这些数据信息传输到相关的数据库进行比对，以确定人体的相关数据指标是否正常。陀螺仪、速度感应器以及距离传感器等可以实现对人体运行状态的实时检测，并且将相关的周边信息录入到系统中。
（3）柔性电子技术实现可穿戴设备的扩展
在可穿戴设备的应用过程中，由于人体的形状不规则，因此就需要将液晶显示屏幕等进行柔性处理，这其中就涉及到柔性电子技术，即通过柔性电子技术使得可穿戴设备能够更加贴合人体需要，实现可穿戴设备更大的便捷性和实用性。
（4）先进的数据信息处理技术
在可穿戴设备的数据信息处理中，包含着数据信息的收集、存储以及收发等环节，其中又会涉及到云计算技术、大数据处理技术等诸多技术门类。通常而言，云计算技术是将相关的资源进行虚拟化处理，与之相反，大数据则主要侧重于对大数据量信息进行高速处理。因此，在实际的可穿戴设备中，需要将云计算技术与大数据处理技术进行有机的结合，以更好的满足对用户数据信息处理的要求，更好的提升用户体验效果。
5.总结
可穿戴设备的研发涉及到软件、硬件和数据信息等诸多方面，是一个较为完整的系统性工程，因此需要在研发阶段就以产品能源和功能实现为核心，通过结合和运用先进的技术实现可穿戴设备的具体应用要求。
参考文献
[1]刘杰.可穿戴计算机硬件技术研究[D].重庆大学， 2005，04.
[2]黄河.可穿戴设备的误区[J].中国经济与信息化， 2013，10.
[3]甘芳.可穿戴设备的创意革命[J].上海信息化，2013，10.
作者简介：张鹏翼（1983—），男，工程师;研究方向：飞行仿真、可穿戴设备。
【关键词】能源;功能实现;可穿戴设备;设计原理
1.引言
智能可穿戴设备指的是将智能化的移动设备或者部分功能融合到传统的可穿戴设备中，从而实现可穿戴设备的智能化。在目前的军用电子设备和消费电子市场中，可穿戴设备已经成为一个新的热点。在消费电子领域，包括三星Gear智能手表、运动腕表等都得到了迅速的发展，并且占领了巨大的市场。
可穿戴设备之所以能够得到如此迅速的发展，这取决于可穿戴设备的设计理念及其应用前景，简单来讲，智能可穿戴设备就是实现智能化软件、硬件以及数据信息等三个方面的相互碰撞和融合，从而形成一个全新的电子设计领域。可穿戴设备的核心设计原理就是实现能源以及相关的功能，即技术成功的推动一个全新的市场，其未来的应用领域不仅局限于健康、娱乐，还会向着数据信息分析、个人隐私等发展，因此，可穿戴设备将会有着十分良好的市场前景。
2.可穿戴设备及其主要类型
可穿戴设备指的是采用完全独立的系统，并且能够实现可穿戴设备的升级以及后期的应用扩展等功能，同时能够实现较好的人机交互功能。在可穿戴设备的设计过程中，其设计的载体是日常生活中的可穿戴产品，并且可以根据可穿戴设备的应用、功能和数据三个方面进行划分。
（1）基于应用层面的可穿戴设备划分
基于应用层面，可以将可穿戴设备划分为以日常应用为导向和以目标实现为导向。前者主要包括目前发展较好的智能眼镜、智能手表、鞋帽等。目前，谷歌、三星、索尼等各大厂商都已经开始了对智能手表和智能眼镜的研发。后者则是主要以简便易于佩戴的产品为基础，能够实现用户的实时数据信息采集和相关反馈功能，例如目前可穿戴设备在医疗领域就是以目标为导向的可穿戴设备的典型应用。
（2）基于功能层面的可穿戴设备划分
根据对可穿戴设备功能实现的不同，可以将其划分为功能创新型和功能扩展型两种。功能创新型指的是在传统设备的基础上进行创新，实现传统设备不能够实现的功能，其中典型的应用是用于收集人体健康数据信息的电子手环。而功能扩展型则指的是在设计的过程中仍然沿用传统设备的部分功能，并且实现传统的功能的扩展，其中典型的应用是能够集成通信、娱乐、拍照等功能的智能手表。
（3）基于数据的划分
根据可穿戴设备对于数据处理的不同方式可以分为内部采集和外部处理两种主要类型。前者主要是通过先进的传感器技术实现对人体数据信息的采集功能，其典型的应用是目前流向的手环、头盔等，可以对人体的相关指标数据实现实时性的检测，然后再与相关的数据库信息进行比对，以此确定人体的健康指数。后者主要是可穿戴设备主要由外部获取相关数据信息，例如通常情况下会配备有蓝牙等无线通信接口，对于数据的外部处理则更是多种多样，其中也包括目前在迅速发展的云计算处理技术。
3.可穿戴设备核心设计原理
由于可穿戴设备是将软件、硬件以及数据信息相互整合的产物，因此其在设计的过程中具有较大的难度，设计的过程也充满挑战。根据对目前可穿戴设备设计的原理及其相关技术的分析可以发现，能源和功能实现是两个十分关键的方面，直接决定着可穿戴设备的应用和相关的性能。
（1）可穿戴设备设计的能源因素
由于可穿戴设备在设计的过程中应该尽可能的实现设备的简便易用，因此在能源消耗方面就需要做出较为特殊的考虑。在目前的可穿戴设备设计方面，由于无法配备体积较大的供电系统，因此在可穿戴设备的设计阶段首先需要考虑到设备的整体功耗问题，就采用低功耗的设计理念和相关的技术，使得可穿戴设备能够获得更长的使用期限。同时，对于可穿戴设备的能源研究也有着新的研究和突破，例如在国外已经开始研究利用人体自身的相关化学反应实现对可穿戴设备的供电，从而实现可穿戴设备真正的独立系统，同时还可以在很大程度上进一步增加可穿戴设备的实用性，扩展可穿戴设备的应用场景。
（2）可穿戴设备的功能实现
根据对可穿戴设备的分析可以发现，可穿戴设备的研发是以应用为主要导向的，即实现某种特定的功能，例如目前的智能手环就是基于人体相关健康数据信息的检测而提出的。因此在可穿戴设备的研发过程中，要将可穿戴设备的功能实现作为主要导向，并且围绕功能的实现对相关的软件、硬件和数据采集处理模块的融合，以更好的发挥可穿戴设备的性能。
4.可穿戴设备的主要技术
目前的可穿戴设备具有小型化、实时性等典型特点，并且实现软硬件的相互融合，同时涉及到包括人机交互技术、人体传感器技术、信息处理技术等诸多技术类型。
（1）智能人机交互技术
在可穿戴设备的应用过程中，涉及到触控、人体识别以及骨传感等技术，而且在可穿戴设备的设计过程中应用做到以用户体验的改善为目标，能够使得用户与可穿戴设备之间形成一个整体，同时有效的提升用户对于周边环境和相关设备的实际操作能力。在目前的可穿戴设备智能人机交互设计中，需要实现人机的无缝结合，即用户可以根据所处的不同环境对人机交互的方式进行选择，以获得更好的人机交互效果，进一步提升用户体验。
（2）人体传感器技术
在可穿戴设备中，人体传感器设备占到了十分重要的位置，其中包括生物传感器、惯性传感器等，它们主要实现对人体的周边环境以及人体的运动信息进行采集，并且将这些数据信息传输到相关的数据库进行比对，以确定人体的相关数据指标是否正常。陀螺仪、速度感应器以及距离传感器等可以实现对人体运行状态的实时检测，并且将相关的周边信息录入到系统中。
（3）柔性电子技术实现可穿戴设备的扩展
在可穿戴设备的应用过程中，由于人体的形状不规则，因此就需要将液晶显示屏幕等进行柔性处理，这其中就涉及到柔性电子技术，即通过柔性电子技术使得可穿戴设备能够更加贴合人体需要，实现可穿戴设备更大的便捷性和实用性。
（4）先进的数据信息处理技术
在可穿戴设备的数据信息处理中，包含着数据信息的收集、存储以及收发等环节，其中又会涉及到云计算技术、大数据处理技术等诸多技术门类。通常而言，云计算技术是将相关的资源进行虚拟化处理，与之相反，大数据则主要侧重于对大数据量信息进行高速处理。因此，在实际的可穿戴设备中，需要将云计算技术与大数据处理技术进行有机的结合，以更好的满足对用户数据信息处理的要求，更好的提升用户体验效果。
5.总结
可穿戴设备的研发涉及到软件、硬件和数据信息等诸多方面，是一个较为完整的系统性工程，因此需要在研发阶段就以产品能源和功能实现为核心，通过结合和运用先进的技术实现可穿戴设备的具体应用要求。
参考文献
[1]刘杰.可穿戴计算机硬件技术研究[D].重庆大学， 2005，04.
[2]黄河.可穿戴设备的误区[J].中国经济与信息化， 2013，10.
[3]甘芳.可穿戴设备的创意革命[J].上海信息化，2013，10.
作者简介：张鹏翼（1983—），男，工程师;研究方向：飞行仿真、可穿戴设备。