智能可穿戴設(shè)備是一種可以穿在身上或貼近身體并能發(fā)送和傳遞信息的計算設(shè)備，它可以利用傳感器、射頻識別、全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備，接入移動互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)人與物隨時隨地的信息交流。智能可穿戴設(shè)備分為生活健康、信息
咨詢和體感控制類設(shè)備。其中，生活健康類的設(shè)備有運(yùn)動、體側(cè)腕帶及智能手環(huán)；信息資訊類的設(shè)備包括智能手表和智能眼鏡；體感控制類的設(shè)備包括Kinect、Leap Motion等體感控制器[1,2,3]。
1.智能可穿戴設(shè)備的種類 目前，智能可穿戴設(shè)備的種類繁多，按照不同的分類方式，可以規(guī)劃出不同的類型[4]。 1.1 應(yīng)用功能 1.1.1 人體健康、運(yùn)動追蹤類 Nike+系列產(chǎn)品和應(yīng)用（Fuelband）、Jawbone Up、叮咚手環(huán)、GlassUp、Fitbit Flex。以上智能可穿戴設(shè)備，主要通過傳感裝置對用戶的運(yùn)動情況和健康狀況做出記錄和評估，大部分需要與智能終端設(shè)備進(jìn)行鏈接顯示數(shù)據(jù)。1.1.2 綜合智能終端類 Google Glass等。這些綜合智能終端類設(shè)備也需要與手機(jī)相連，可是功能更加強(qiáng)大，獨(dú)立性更強(qiáng)，未來將成為智能可穿戴設(shè)備的主導(dǎo)產(chǎn)品。1.1.3 智能手機(jī)輔助類 Pebble等，這些智能手機(jī)輔助類可穿戴設(shè)備作為其他移動設(shè)備的功能補(bǔ)充，一方面必須與智能手機(jī)等設(shè)備配合使用，另一方面可以簡化智能手機(jī)的操作。1.2 佩戴位置 按照智能可穿戴設(shè)備的佩戴位置進(jìn)行分類，雖然分類方法缺乏依據(jù)，但是其分類方法相對簡單、界限清晰。主要有手（臂）環(huán)類：主要以一系列運(yùn)動記錄手環(huán)、臂環(huán)為主；手表類：Pebble等輔助類智能設(shè)備；眼鏡類：主要是以Google Glass等為主的新型智能終端；智能服裝類：主要由Geek開發(fā)，幾乎沒有正式發(fā)布的產(chǎn)品，例 如可以通過轉(zhuǎn)化太陽能為電子設(shè)備充電的比基尼、靴子等。 1.3 已發(fā)布智能可穿戴設(shè)備[5,6,7]1.3.1 Google Glass&微軟眼鏡 Google Glass內(nèi)置GPS、動作傳感器、攝像頭等，可以指路、好友互動、拍照和拍攝視頻，并與Google其他服務(wù)緊密集成，更是增加現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)感。 微軟眼鏡命名為“Monocle”，該智能眼鏡可以在觀看實(shí)況比賽過程中，為用戶提供相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，增強(qiáng)現(xiàn)場體驗(yàn)感。1.3.2 Nike+和iWatch Nike+和iWatch為智能運(yùn)動手環(huán)。Nike+是一系列可穿戴設(shè)備和應(yīng)用，主要為用戶提供運(yùn)動記錄和數(shù)據(jù)分享等功能，產(chǎn)品包括：Nike+ SportWatch GPS、Nike+ Running應(yīng)用程序、Nike+ SportBand等；iWatch所能實(shí)現(xiàn)的是簡單的數(shù)據(jù)通信和中轉(zhuǎn)。1.3.3 小米智能鞋和Heapsylon 小米智能鞋是由小米公司推出，該智能鞋能與小米手機(jī)連接在一起，不僅可以測算路線，還可以測算出跑步時的心率等情況；Heapsylon則是可以測量跑步者的步數(shù)、步距、速度和消耗的卡路里的智能襪子。 2.智能可穿戴設(shè)備相關(guān)技術(shù) 智能可穿戴設(shè)備的發(fā)展離不開關(guān)鍵技術(shù)的支持，這些技術(shù)可劃分為感知層、個人服務(wù)層以及后臺服務(wù)層等[8,9]，所涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要包括語 音識別、眼球追蹤、骨傳導(dǎo)技術(shù)、低功耗互聯(lián)技術(shù)、裸眼3D技術(shù)、高速互聯(lián)網(wǎng)和云計算以及人體芯片等[4]。2.1 技術(shù)層次2.1.1 感知層 通過各種類型感知設(shè)備獲取人體相關(guān)信息，交由數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊處理。預(yù)處理包括：A/D轉(zhuǎn)換、標(biāo)示、封裝等。由于人體相關(guān)生理參數(shù)和運(yùn)動狀 態(tài)密切相關(guān)，因此監(jiān)測用戶的生理參數(shù)、并且“知道”用戶處在何種運(yùn)動狀態(tài)下，可以區(qū)分人體是由于劇烈運(yùn)動引起的生理異?；蚣膊∫鸬牟±?br /> 性生理異常，對準(zhǔn)確判斷用戶的身體健康情況具有重要意義。由此，感知層應(yīng)包括生理參數(shù)傳感器、運(yùn)動狀態(tài)傳感器。2.1.2 個人服務(wù)層 個人服務(wù)層是智能可穿戴設(shè)備的數(shù)據(jù)處理中 心，面向的人員是穿戴者，包括：生理信息診斷模塊、運(yùn)動狀態(tài)與危險動作識別模塊、歷史運(yùn)動狀態(tài)與事件隊列、決策模塊、報警模塊、人機(jī)交 互模塊。生理和運(yùn)動監(jiān)測模塊對應(yīng)不同的分類器，執(zhí)行相應(yīng)的分類算法，然后將該分類結(jié)果放入歷史運(yùn)動狀態(tài)與事件隊列中。決策模塊從該隊列中取出生理狀態(tài)和運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行判斷。感知層和個 人服務(wù)層的處理單元之間連接用短距離通信方式，如Blue Tooth、Zigbee；個人服務(wù)層和后臺服務(wù)層之間的互聯(lián)采用遠(yuǎn)距離通信技術(shù)，如WiFi、3G或4G。2.1.3 后臺服務(wù)層 后臺服務(wù)層是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和分析中心，面向的人員主要有系統(tǒng)管理者和醫(yī)生。功能單元主要有系統(tǒng)管理模塊、服務(wù)響應(yīng)模塊、數(shù)據(jù)存儲與分析模塊。服務(wù)相應(yīng)模塊對多用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、統(tǒng)計服務(wù)、個人用戶的既定服務(wù)；系統(tǒng)管理模塊對多個警報信息進(jìn)行分類、識別、優(yōu)先級處理，以便用戶能得到實(shí)時的救助；數(shù)據(jù)存儲與分析模塊負(fù)責(zé)為各個功能模塊提供數(shù)據(jù)支持。2.2 關(guān)鍵技術(shù)2.2.1 語音識別 語音識別常見于一些移動操作系統(tǒng)、軟件和 部分網(wǎng)站，智能可穿戴設(shè)備中的語音識別技術(shù)，可以在輸入上和人機(jī)交互時取代鍵盤和手寫，真正“解放人類的雙手”，提高效率。2.2.2 眼球追蹤 眼球追蹤技術(shù)早已廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究領(lǐng)域，尤其是心理學(xué)領(lǐng)域。眼球追蹤技術(shù)在智能可穿戴設(shè)備中的出現(xiàn)，將有可能催生出比觸屏操作更“直 觀”，比語音操作更“快捷”的操作方法。2.2.3 骨傳導(dǎo)技術(shù) 骨傳導(dǎo)技術(shù)一直以來是一項軍用技術(shù)，通過震動人類面部的骨骼來傳遞聲音，是一種高效的 降噪技術(shù)。2.2.4 低功耗互聯(lián)技術(shù) 現(xiàn)已成功商用的藍(lán)牙4.0可以很好地解決智能可穿戴設(shè)備的能耗問題。藍(lán)牙4.0技術(shù)的應(yīng)用，使得智能可穿戴設(shè)備成本更低、速度更快、距離 更遠(yuǎn)。2.2.5 裸眼3D技術(shù) 裸眼3D摒棄了笨拙的3D眼鏡，使得人們可以直接看到立體的畫面。通過時差障壁技術(shù)、柱狀透鏡技術(shù)和MLD技術(shù)，用戶可以在液晶屏幕上感受清晰的3D顯示效果。2.2.6 高速互聯(lián)網(wǎng)和云計算 當(dāng)寬帶或移動互聯(lián)網(wǎng)速度接近甚至超過硬盤讀寫速度的時候，通過終端訪問云數(shù)據(jù)就像讀取自己硬盤里的東西一樣容易。較大運(yùn)算量的任務(wù)將在云端處理，再將處理結(jié)果發(fā)送到終端呈現(xiàn)在 用戶眼前。這樣可大大降低智能可穿戴設(shè)備的成本并減少它的體積。2.2.7 人體芯片 人體芯片已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事和醫(yī)療領(lǐng)域， 但目前因?yàn)轶w積和安全的原因，人體芯片技術(shù)未能得到廣泛應(yīng)用。