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可穿戴电子系统的发展——人类和嵌入式系统的结合

上网日期: 2014年11月17日 ?? 作者: Ron Wilson ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:可穿戴电子系统? 嵌入式系统? 物联网? 可穿戴技术?

可穿戴电子系统的发展,不论生物计量、通信还是虚拟现实,都将嵌入式系统概念延伸到新的未知领域。把传感器和输出设备放到操作人员身上,产生了一个新词——电子人:人类和嵌入式系统的结合。

可穿戴系统为实际应用开辟了新远景,需要重新展望嵌入式体系结构。以可黏贴或者可摄入方式所使用的传感器群完全与传统的电源、接地和I/O连接相隔离。为实现微小体积以及近乎零功耗,小传感器群要支持传统的本地信号处理、存储和无线互联,而且不限于此。这是设计师必须要解决的两难问题。

把系统分开

解决可穿戴系统难题的一种方法是参照传统的嵌入式系统设计,这包括了传感器、致动器以及与用户身体连接的显示屏等。在移动性、舒适性和可隐藏需求的推动下,需要把系统分开。传感器、输出设备和计算资源在物理上彼此分开后,看一下系统体系结构会有什么变化。

作为一个例子,参考智能眼镜的设计。为避免老生常谈,我们不讨论大家熟悉的消费类产品,而是看一下工业设备供应商 XOEye 设计的眼镜。这些眼镜用于元器件观察、库存处理、现场维护等活动。这一系统具有立体安装 720 线视频摄像机、语音输入,以及 LED 和语音输出,设计实现了以交互式方式帮助人们完成某些预先定义好的任务。

XOEye 首席技术官 Jon Sharp 解释说,这一眼镜采集并分析用户所看到的立体图像,增强了对元器件的分辨能力,不需要物理接触或者测量工具就能够测量尺寸和形状,在维修过程中与技术人员交互——“先调整左侧的螺丝”,或者通过闪烁的红色LED警告有可能出现的安全伤害。“不要到那里去!”

这类设计传统的方法会使用安装在眼镜上的摄像机和麦克风,然后进行视频处理,目标识别,通过背在后面的背包和电池建立无线通信链路。对这一设计,传统的用户响应是看一下背包,然后小心翼翼弯下腰去使用系统。

让我们进入可穿戴技术这一概念。XOEye的方法是实现完全自主的眼镜。这一目标很明显有空间和功耗限制。我们不可能变魔术,这些限制迫使必须远程完成某些计算,一般是在云端。但是对计算载荷进行划分也带来了新的设计难题。

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