貿(mào)澤電子聯(lián)手與非網(wǎng)，邀請(qǐng)酷物聯(lián)實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)始人、B站資深up主Karlno一起推出硬件拆解視頻系列--《硬核拆評(píng)》，每一期我們將選擇幾款當(dāng)下爆款的同類物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，做深度硬件拆解、橫向評(píng)測(cè)和比較，讓我們來(lái)看看這些爆款背后的硬實(shí)力到底幾何。

EP01

《硬核拆評(píng)第一期》

入門級(jí)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品--智能手環(huán)測(cè)評(píng)

第一期，我們來(lái)拆解入門級(jí)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品--幾款智能手環(huán)，華為號(hào)稱高品質(zhì)先鋒，小米則是走高性價(jià)比親民路線，再來(lái)一款智能手環(huán)鼻祖Fitbit的代表作，來(lái)深度對(duì)比下，看看到底誰(shuí)更強(qiáng)？

幾款手環(huán)中用到的核心器件均可在貿(mào)澤電子官網(wǎng)查詢?cè)斍椴①?gòu)買：

DialogRF片上系統(tǒng)（SoC）DA14697

Cypress PSoC6微控制器CY8C68 237FM

其他相關(guān)器件包括：

MaximCortex-M4F微控制器MAX32632IWQ+

Winbond NOR閃存W25Q32JVSSIQ

FutabaOLED顯示器和配件ELW0901AA

智能手環(huán)作為現(xiàn)代科技的產(chǎn)物，以穿戴式智能設(shè)備的形象出現(xiàn)在大眾的面前，并在悄無(wú)聲息地滲透和改變?nèi)藗兊纳睢，F(xiàn)在的它正在嘗試記錄用戶的健身效果、睡眠質(zhì)量、飲食安排和習(xí)慣等一系列相關(guān)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)同步到用戶的移動(dòng)終端設(shè)備中，終端設(shè)備再根據(jù)自己的“分析功能”給出相關(guān)建議，起到通過數(shù)據(jù)指導(dǎo)健康生活的作用。

智能手環(huán)關(guān)鍵功能、技術(shù)解析

01

運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)

自從有了智能手環(huán)，我們的運(yùn)動(dòng)量就可以精確到以“步”計(jì)算了，這種精確的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)又一定程度上促進(jìn)了大家的運(yùn)動(dòng)積極性。

那么運(yùn)動(dòng)檢測(cè)是如何實(shí)現(xiàn)的呢？

目前市場(chǎng)上的智能手環(huán)計(jì)步功能實(shí)現(xiàn)方法主要有兩種。一種是可感測(cè)三維律動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)感應(yīng)器（三軸加速度傳感器），通過電容式加速度計(jì)感測(cè)不同方向的加速度或振動(dòng)等運(yùn)動(dòng)狀況。簡(jiǎn)單地說，當(dāng)人在正常行走時(shí)會(huì)產(chǎn)生水平和垂直兩個(gè)加速度，當(dāng)用戶邁步時(shí)，單腳著地重心上提，垂直方向呈向上加速度，水平方向呈向前加速；而繼續(xù)往前走重心回落，垂直方向加速度轉(zhuǎn)而向下，收腳時(shí)水平方向加速度反向。三軸加速器在記錄這些不同的加速度變化的同時(shí)，繪制出規(guī)律曲線，再經(jīng)過濾波、峰谷檢測(cè)等手段，使用多種算法和邏輯運(yùn)算，最終將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成手環(huán)APP 端的可讀數(shù)字，即步數(shù)、距離、消耗的卡路里數(shù)等。另一種是綠光光電測(cè)量法，它由兩個(gè)綠色發(fā)光LED和一個(gè)光敏傳感器組成，位于手環(huán)的背部。其工作原理是基于手臂血管中的血液在脈動(dòng)的時(shí)候會(huì)發(fā)生密度改變而引起透光率的變化，LED發(fā)出綠色光波，光敏傳感器接收手臂皮膚的反射光，通過感測(cè)光場(chǎng)強(qiáng)度的變化可以計(jì)算出心率，再通過心率的連續(xù)監(jiān)測(cè)來(lái)反映人體運(yùn)動(dòng)的情況。

02

睡眠監(jiān)測(cè)

目前智能手環(huán)睡眠監(jiān)測(cè)原理是通過體動(dòng)記錄儀來(lái)分析睡眠狀態(tài)的。簡(jiǎn)單地說，就是智能手環(huán)上會(huì)有三軸加速度傳感器和光電傳感器，睡眠的時(shí)候可以根據(jù)手腕的動(dòng)作幅度、頻率和心率來(lái)衡量睡眠的質(zhì)量。

三軸加速度傳感器可以檢測(cè)微小運(yùn)動(dòng)，光電傳感器可以檢測(cè)心率狀況，然后內(nèi)部通過一定的算法計(jì)算來(lái)確定是處于清醒、淺度睡眠還是深度睡眠中。至于如何確定使用者的狀態(tài)，這就要依靠手環(huán)的預(yù)設(shè)參數(shù)了，手環(huán)都會(huì)預(yù)設(shè)幾個(gè)觸發(fā)條件，用以確定使用者是否進(jìn)入睡眠狀態(tài)，當(dāng)手環(huán)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)相匹配，那么手環(huán)就會(huì)判定使用者進(jìn)入了相應(yīng)的模式。當(dāng)然，不同的手環(huán)由于硬件和軟件的差異會(huì)存在不同的監(jiān)測(cè)結(jié)果偏差。

03

心率監(jiān)測(cè)

心率監(jiān)測(cè)的原理在運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)一欄中已經(jīng)解釋過了，這里再單獨(dú)列出來(lái)是因?yàn)樾穆时O(jiān)測(cè)的功能不止用在運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)范圍，還可用于對(duì)健康的持續(xù)關(guān)注，比如評(píng)估心肺健康狀況等。大家可以把心率的測(cè)量結(jié)果通過手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備分享給朋友，有些中老年人及慢性病高發(fā)人群也可以與家庭醫(yī)生分享數(shù)據(jù)，以幫助醫(yī)生更全面、持續(xù)的觀察病情。

04

體溫監(jiān)測(cè)

體溫監(jiān)測(cè)是通過溫度傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它位于智能手環(huán)的背面，當(dāng)然通過內(nèi)外兩側(cè)的溫度感應(yīng)，可以獲得更加準(zhǔn)確的人體溫度值。具體工作原理是傳感器采集數(shù)據(jù)后傳給CPU進(jìn)行處理，而后可將監(jiān)測(cè)到的手臂溫度在屏上顯示出來(lái)，同時(shí)還可作為進(jìn)一步健康、生理周期等監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，深挖智能手環(huán)健康監(jiān)測(cè)與保健功能。

05

血氧飽和度監(jiān)測(cè)

血氧飽和度是指血液中氧氣和血紅蛋白結(jié)合的容量占全部血紅蛋白容量的百分比，是呼吸循環(huán)的重要生理參數(shù)。血氧飽和度可以反映機(jī)體供氧狀況，健康人的血氧飽和度一般保持在95-100之間，當(dāng)血氧飽和度處于80-85的時(shí)候，視覺、認(rèn)知能力就會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)血氧飽和度處于75左右的時(shí)候你的身體狀況已經(jīng)非常危險(xiǎn)了，需要馬上就醫(yī)。

隨著智能手環(huán)的智能程度的提升，為了更好地服務(wù)于運(yùn)動(dòng)愛好者們，有些廠家開始加入了血氧飽和度監(jiān)測(cè)功能。它的工作原理是通過優(yōu)化硬件光路和算法，多光源的融合，利用含氧血紅蛋白和脫氧血紅蛋白對(duì)特定光的反射吸收率不同的特點(diǎn)，進(jìn)行信號(hào)提取、增強(qiáng)、噪聲抑制、算法處理等措施，計(jì)算出脈搏血氧飽和度。

06

震動(dòng)喚醒 / 提醒

智能手環(huán)內(nèi)置震動(dòng)組件，可以通過振動(dòng)喚醒睡眠中的用戶。使用者可以在設(shè)置中挑選手環(huán)鬧鐘來(lái)激活震動(dòng)喚醒功能，設(shè)定好時(shí)間然后保存，或是有重要事件也可設(shè)置提醒。這種喚醒或提醒方式相比于鬧鈴來(lái)說給人的體驗(yàn)感會(huì)柔和很多，不易因被鬧鐘叫醒而產(chǎn)生心慌、心情低落等情緒，甚至影響記憶力、認(rèn)知力和計(jì)算速度等。

而這個(gè)內(nèi)置震動(dòng)組件就是微型振動(dòng)馬達(dá)，它在接收到震動(dòng)控制信號(hào)后會(huì)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)模式，套在馬達(dá)軸上的偏心塊也會(huì)被帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)起來(lái)，從而產(chǎn)生震動(dòng)的效果。

07

膳食記錄

膳食記錄在一定程度上可以幫助用戶養(yǎng)成更科學(xué)的進(jìn)食規(guī)律，而智能手環(huán)強(qiáng)大的軟件可以為用戶提供一個(gè)完善的食物庫(kù)。使用者可在用餐時(shí)添加食物圖片或拍照記錄所吃食物并挑選進(jìn)食分量，隨后軟件將會(huì)展示所攝入食物包含的能量是多少，并最終統(tǒng)計(jì)出一天的能量攝取量。

08

其他

除了以上常見功能外，智能手環(huán)廠商還常會(huì)通過檢測(cè)脈搏傳導(dǎo)速率的方法，計(jì)算心電檢測(cè)和脈搏檢測(cè)的時(shí)間差來(lái)得到血壓信息；通過代謝熱整合法，檢測(cè)到代謝產(chǎn)生的熱量、血氧飽和度、血流速之后，計(jì)算出血糖濃度值等，這些對(duì)高血壓患者、糖尿病患者、孕婦這幾類人群檢測(cè)自己的身體數(shù)據(jù)都會(huì)有很大的幫助。

智能手環(huán)體驗(yàn)對(duì)比榮耀5 vs 小米4 vs Fitbit Inspire HR我們?nèi)胧至巳钍忻嫔箱N量最好的智能手環(huán)，囊括了小米、華為和Fitbit（谷歌）三個(gè)品牌，話不多說，下面我們就來(lái)將我們特邀測(cè)評(píng)師的使用測(cè)評(píng)結(jié)果展示給大家。

01

榮耀5

（參考價(jià)格￥179）

榮耀5 | 圖源：華為官網(wǎng)

功能羅列：心率監(jiān)測(cè)、紅外佩戴檢測(cè)、血氧飽和度檢測(cè)、數(shù)字硅麥、十種鍛煉模式、續(xù)航能力15天（100mAh）、0.95英寸AMOLED屏幕（分辨率120×140）、睡眠監(jiān)測(cè)、5ATM級(jí)防水、支付寶支付、藍(lán)牙4.2、智能手機(jī)通知、可選NFC功能、與 Android和iOS的兼容性等。

體驗(yàn)評(píng)價(jià)

優(yōu)點(diǎn)：血氧飽和度檢測(cè)更適合運(yùn)動(dòng)愛好者、易于閱讀和導(dǎo)航的彩色屏幕、手環(huán)主體不易丟失、充電方便（無(wú)需取下主體）、配套app廣告較少、性價(jià)比高。

缺點(diǎn)：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性比小米稍高一些、沒有板載GPS、NFC僅適用于部分地區(qū)、華為生態(tài)局限性。

02

小米4

（參考價(jià)格￥169）

小米４| 圖源：小米4

功能羅列：心率監(jiān)測(cè)、電容式佩戴檢測(cè)、六種鍛煉模式、續(xù)航能力20天（135mAh）、0.95英寸AMOLED屏幕（分辨率120×140）、睡眠監(jiān)測(cè)、5ATM級(jí)防水、支付寶支付、藍(lán)牙5.0、智能手機(jī)通知、可聯(lián)動(dòng)小愛同學(xué)等智能家居、可選NFC功能、與Android和iOS的兼容性等。

體驗(yàn)評(píng)價(jià)

優(yōu)點(diǎn)：小米4相較于小米3有了很明顯的改進(jìn)，除了更易于閱讀和導(dǎo)航的彩色屏幕外，還提供了令人滿意的跟蹤能力列表以及在此價(jià)位上難以找到的其他功能。

缺點(diǎn)：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性低、沒有板載GPS、與小米3充電器不兼容、NFC僅適用于部分地區(qū)、主體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的容易丟失、充電便捷性差（需取下主體充電）、小米生態(tài)局限性、小米運(yùn)動(dòng)APP廣告過多。

03

Fitbit Inspire HR

（參考價(jià)格￥698）

Fitbit Inspire HR|圖源：Fitbit 功能羅列：心率監(jiān)測(cè)、15種運(yùn)動(dòng)模式、續(xù)航能力5天（46mAh）、連接GPS、睡眠追蹤、5ATM級(jí)防水、智能手機(jī)通知、單色灰度屏幕、與Android和iOS的兼容性。

體驗(yàn)評(píng)價(jià)

優(yōu)點(diǎn)：小巧輕便、運(yùn)動(dòng)元素更強(qiáng)一些、手環(huán)主體不易丟失、磁吸式充電更便捷、相對(duì)國(guó)內(nèi)的智能手環(huán)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度上會(huì)好一些。

缺點(diǎn)：價(jià)格相對(duì)偏貴、續(xù)航能力相對(duì)較弱、屏幕顯示為單色、沒有高度計(jì)、沒有快速回復(fù)、沒有Fitbit Pay、在國(guó)內(nèi)的生態(tài)相對(duì)更窄。

智能手環(huán)硬件解決方案對(duì)比

1.原理圖框架對(duì)比

框架圖：榮耀5

框架圖：小米４

框架圖：Fitbit Inspire HR

一句話評(píng)論：從硬件的角度來(lái)說榮耀5和小米4兩款手環(huán)相差無(wú)幾，而Fitbit Inspire HR相比前面兩款在屏幕和觸發(fā)方面會(huì)有一些差別，相比之下Fitbit Inspire HR的屏幕款式更老一些。

2.主要器件對(duì)比

主要器件：榮耀5

主要器件：小米4

主要器件：Fitbit Inspire HR

一句話評(píng)論：從元器件組成的角度來(lái)說，F(xiàn)itbit Inspire HR沒有Flash芯片，因此在數(shù)據(jù)量方面不會(huì)太大，這與它功能較單一的特性相吻合。

寫在最后從市場(chǎng)的角度出發(fā)，過去的幾年中，智能手環(huán)遇到了需求瓶頸，有一大堆企業(yè)沒能熬過去。但在后浪推前浪的殘酷紅海中，智能手環(huán)全球銷量算是穩(wěn)步增長(zhǎng)。Strategy Analytics分析師 Steven Waltzer 表示：到2020年，全球可穿戴設(shè)備出貨量將增長(zhǎng) 30％。智能手表將占主導(dǎo)地位，而健身追蹤器將恢復(fù)增長(zhǎng)。蘋果、小米、華為和Fitbit（谷歌）仍將是頂級(jí)可穿戴設(shè)備領(lǐng)導(dǎo)者。 從技術(shù)的角度出發(fā)，智能手環(huán)功能越來(lái)越多樣化，這是好消息，但是有一條壓倒性的壞消息是何時(shí)才能解決運(yùn)動(dòng)和健康測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性問題，它包括檢測(cè)準(zhǔn)確性和有能力自證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性兩點(diǎn)，畢竟這才是智能手環(huán)使用者和觀望者最迫切的希望。