穿戴式技術(shù)持續(xù)快速進(jìn)展，我們每年都在承諾今年將會是“穿戴式技術(shù)元年”；然而，年復(fù)一年的逝去，我們似乎仍然被困在一個看似無法逾越的發(fā)展曲線上。如今，穿戴式連網(wǎng)設(shè)備接二連三地上架銷售了，但并非全部都能坐收豐碩成果。

根據(jù)麥肯錫(McKinsey Global)和思科(Cisco)預(yù)測，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)將在未來十年產(chǎn)生超過10兆美元的市場規(guī)模，穿戴式設(shè)備擁有巨大的營收潛力。那么，設(shè)計人員與開發(fā)人員究竟忽略了什么？我們必須突破的最后障礙又是什么？

我認(rèn)為，穿戴式設(shè)計還必須克服許多挑戰(zhàn)，才能實現(xiàn)廣泛應(yīng)用：工程師必須開發(fā)價格更負(fù)擔(dān)得起的產(chǎn)品，并克服限制產(chǎn)品可用性的技術(shù)挑戰(zhàn)。

如何以超低成本設(shè)計可穿戴式產(chǎn)品？ARM Design Start提供簡單快速的解決方案！

穿戴式置不再只是奢侈品？

穿戴式設(shè)備要能成為真正具有吸引力的商品，首先必須具有可負(fù)擔(dān)得起的價格。許多消費者仍然認(rèn)為穿戴式設(shè)備是一種奢侈品，而不是必需品。但是，設(shè)計工程師不必太過擔(dān)心。手機在1980年代同樣面對相同的障礙，而今，分析師預(yù)測，到2019年，全球?qū)⒂谐^50億個手機用戶。對于大多數(shù)消費者來說，價格永遠(yuǎn)是決定是否購買穿戴式設(shè)備的重要因素。

根據(jù)《2016 Gartner Personal Technologies Study》調(diào)查9,592位受訪者顯示，大多數(shù)受訪者認(rèn)為穿戴式設(shè)備價格太昂貴。Gartner認(rèn)為，缺少知名品牌的穿戴式設(shè)備供貨商將發(fā)現(xiàn)更難擴(kuò)大市場占有率，而必須直接與流行品牌競爭。事實上，他們應(yīng)該接受較低的利潤，并提供一種價格明顯低于頂級品牌但仍具有良好質(zhì)量的替代產(chǎn)品，才能吸引對價格敏感的廣大消費者。

與任何新技術(shù)一樣，價格很少能持續(xù)高高在上，尤其是像穿戴式技術(shù)競爭如此激烈的產(chǎn)業(yè)。從設(shè)計與生產(chǎn)的角度來看，隨著像Farnell element14等全球經(jīng)銷商提供廣泛的線卡和設(shè)計服務(wù)支持，協(xié)助設(shè)計人員簡化生產(chǎn)體驗，因而降低了成本。

正如Gartner的研究顯示，有些消費者尚未感覺到投資于一項穿戴式技術(shù)的迫切性。Gartner研究總監(jiān)Angela McIntyre解釋：「穿戴式設(shè)備的棄用率較使用率更高得多了。為了提供足夠吸引力的價值主張，穿戴式設(shè)備的用途必須有別于一般智能型手機所提供的功能。穿戴式設(shè)備制造商必須讓用戶保持對于產(chǎn)品的吸引力。對于健身追蹤器與智慧手表供貨商而言，尚待克服的最大障礙在于必須克服消費者認(rèn)為穿戴式設(shè)備無法提供足夠吸引力的價值主張?！惯@清楚地傳達(dá)了一個訊息：在如此擁擠的競爭市場中，產(chǎn)品的差異化不足，手腕正成為穿戴式產(chǎn)業(yè)最值得求的目標(biāo)?！?/p>

穿戴式設(shè)備市場中表現(xiàn)相對較好的領(lǐng)域是健身追蹤。然而，近來，我們已經(jīng)看到了媒體對于健身追蹤器高棄用率的許多報導(dǎo)，這些健身追蹤器包括FitBit、JawboneUP以及Nike FuelBand。業(yè)界廠商的因應(yīng)之道是發(fā)布新的產(chǎn)品，以及在某些情況下進(jìn)行整并與策略性收購，以協(xié)助將品牌推廣至新的方向。這些品牌通常轉(zhuǎn)進(jìn)醫(yī)療健康市場，由于消費者重視個人健康而將健康設(shè)備視為更重要的必備品，這看來將會是極其正面的一步。

因此，提供獨特的功能似乎是差異化穿戴式產(chǎn)品以及克服它被誤解為不值得買的方式之一。The NPD Group連網(wǎng)智能設(shè)備總監(jiān)兼分析師Wes Henderek對于智慧手表設(shè)計人員發(fā)出了警語：「在即將投入競爭的公司之間存在一個灰色地帶，如果他們想定位的市場領(lǐng)域太大以及添加太多的功能，他們將難以成為重要的智慧手表品牌，也缺少足夠針對性的利基市場。」著重于有價值且獨特的利基功能，如健康或個人安全與防護(hù)，才可能成為穿戴式技術(shù)設(shè)計者前進(jìn)的方向。

互操作性至關(guān)重要

如果穿戴式設(shè)備無法連接并分析所收集的數(shù)據(jù)，那么這款設(shè)備就沒有什么用處了。在一般的物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，很容易就能看到設(shè)計工程師在選擇使用哪一種協(xié)議或操作系統(tǒng)的兩難，因為表面上就已有太多選項。Wi-Fi先驅(qū)Cees Links指出，「光是可能提議的新標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量就很混亂了，更別提物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的分化?！?/p>

大多數(shù)的設(shè)計人員特別專注于穿戴式技術(shù)，因此，在選擇連接到手機時通常使用專用但開放來源協(xié)議的ANT無線技術(shù)，因為它采用2.4GHz ISM的超低功率短距離無線技術(shù)來實現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)。ANT是穿戴式技術(shù)的理想選擇，因為它可以配置在低功耗或睡眠模式下長時間運作，并能短暫喚醒以便傳輸數(shù)據(jù)。利用ANT和類似的協(xié)議為穿戴式設(shè)備提供關(guān)鍵功能。但為什么現(xiàn)在還存在爭議？

雖然大多數(shù)的穿戴式設(shè)備必須搭配手機作業(yè)，但是，越來越多的消費者開始抗拒在使用穿戴式設(shè)備時也需要帶著手機。為智能手表或其他設(shè)備簡單地添加行動網(wǎng)絡(luò)而取代個別手機，并不是一個理想的解決方案，因為它影響到尺寸以及電池壽命。

隨著連網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量呈指數(shù)級成長，所需連接的數(shù)量自然增加，最終擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的整體密度。雖然這提供了替代連接技術(shù)的潛力，但是諸如Wireless HD和WiGig等現(xiàn)有的超高頻(UHF)標(biāo)準(zhǔn)并不合適，因為它們并非專為支持這種巨大連接數(shù)組而設(shè)計的。

為了因應(yīng)這項挑戰(zhàn)，工程師通常將Wi-Fi或Bluetooth連接性設(shè)計于穿戴式設(shè)備中。然而，即使是在采用低功耗連接(如BLE)時，這種必須保持聯(lián)機的恒定性對于功耗造成巨大影響，而這也是我們的下一個障礙。

誰擁有權(quán)力？

隨著Wi-Fi或藍(lán)牙連接能力成為當(dāng)今大部份穿戴式設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，這種恒定的連網(wǎng)能力增加了功耗。終端用戶希望擁有最先進(jìn)的新產(chǎn)品，而他們越想這樣做，就越需要更多電源。由于電池技術(shù)無法跟上電源需求，以及消費者要求更小、更時尚以及更有吸引力的穿戴式設(shè)備，只是簡單地使用更大的電池已經(jīng)無法滿足需求了。

設(shè)計工程師了解這項挑戰(zhàn)，開始轉(zhuǎn)向無線充電解決方案。Nikola Tesla率先在1891年展示了 無線電力傳輸，成功地點燃沒有電線的電燈。但這項技術(shù)花了一個多世紀(jì)才在近來變得更趨于主流，出現(xiàn)在消費電子市場上，例如超市和咖啡館等提供充電站，零售商店也開始銷售家庭或辦公室用的無線充電套件。

除了無需充電線的明顯好處之外，無線充電還具有更耐用與更環(huán)保的優(yōu)點——免于制造電子廢棄物，而且其能量傳輸是非輻射的。 然而，即使有了許多好處，無線充電也存在一些缺點。它比傳統(tǒng)的有線充電更昂貴、效率較低且速度更慢，不過較新的方法目標(biāo)在于透過超薄線圈和更高頻率，以減少傳輸損耗和提高速度。

消費電子產(chǎn)品供貨商，以及半導(dǎo)體、行動服務(wù)、汽車、家具、軟件與其他產(chǎn)業(yè)的制造商們開始體認(rèn)到需要能積極影響穿載式設(shè)備導(dǎo)入的解決方案，同時也加入改善無線充電的驅(qū)動力量。然而，如同許多其他新技術(shù)一樣，無線充電也有多種競爭方案。目前有三大組織正競相推動無線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化：采用Qi標(biāo)準(zhǔn)的無線充電聯(lián)盟(WPC)、電力事業(yè)聯(lián)盟(PMA)以及無線電力聯(lián)盟(A4WP)，因而為產(chǎn)品開發(fā)人員帶來標(biāo)準(zhǔn)選擇的兩難。

如何處理數(shù)據(jù)隱私問題？

雖然這些設(shè)備很小，但穿戴式設(shè)備保存并促進(jìn)極其大量的個人資料通訊。由于設(shè)備和云端(或服務(wù)器)之間存在如此眾多的數(shù)據(jù)共享，安全漏洞成為消費者和品牌業(yè)者十分關(guān)注的問題。

隨著連網(wǎng)世界的擴(kuò)展，全球許多國家紛紛通過新的法律，推動越來越多的數(shù)據(jù)隱私立法上路，并與連網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)展同步。根據(jù)Deloitte的統(tǒng)計，1990年全球約有20項隱私法，而今則已超過百項。

值得慶幸的是，已經(jīng)有一些值得信賴的供貨商利用適于IoT應(yīng)用的端對端加密與動態(tài)密碼驗證等認(rèn)證技術(shù)，協(xié)助減緩了安全問題的風(fēng)險。雖然軟件安全是眾多關(guān)注的焦點，但嵌入式安全也是設(shè)計工程師的重要考慮之一。使用包括內(nèi)建恩智浦半導(dǎo)體(NXP)處理器的開發(fā)板(如WaRP7)，可使嵌入式安全的設(shè)計變得非常簡單。

• WaRP7 rev2.0開發(fā)板板簡化嵌入式安全設(shè)計*

那么，我們差不多到位了嗎？

雖然穿戴式技術(shù)已經(jīng)走過很長的發(fā)展道路了，產(chǎn)業(yè)仍然需要進(jìn)行重要的開發(fā)任務(wù)，才能促進(jìn)主流消費者的采用成為現(xiàn)實。物聯(lián)網(wǎng)是一個繁忙的領(lǐng)域，為了滿足消費者的需要以及消除疑慮，設(shè)計人員確實面臨著更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，但透過策略合作伴提供正確的資源，可望為開發(fā)任務(wù)帶來理想的工具以及設(shè)計人員的支持。