全球主流智能手环传感器模块拆解大揭秘

alpha007 2014-11-12 10:09 次阅读

  如果说前几年消费电子市场的热点是是功能手机向智能机的转换过渡,那么近几年则逐渐偏移到智能设备的便携化、智能化。近年来,国内外豪杰纷纷聚 焦智能硬件,Google Glass问世,Galaxy Gear 接踵…… 今年9月份Apple Watch的亮相更是将这个热点推向更高。

全球主流智能手环传感器模块拆解揭秘

   这段时间,我们也测评拆解了不少智能硬件,尤其是各种可穿戴设备,我们发现身披时尚、智能、健康等标签的智能手环、腕带们其实并没有想象中的“高大 上”,抛开外形、大同小异的APP,在核心硬件原理上,它们非常相似。一个公式就能基本囊括,微控制器或者MCU+低功耗蓝牙通信方案+惯性传感器+电源 方案。基本原理很简单,一个MCU或者处理器(内置或者另外配合小容量RAM,ROM)控制蓝牙、传感器、LED和振动器。纽扣电池或锂电池提供电源。

  先拿国内79元小米手环来看看吧。

  全球主流智能手环传感器模块拆解揭秘

  小米手环采取的分体式设计,腕带与主体可以分离。主体内部构造也很简单,前后两片式外壳,中间嵌入电池、主板与振动器,充电触点设计在外壳上。

  全球主流智能手环传感器模块拆解揭秘

  电路板,主要IC,Dialog DA14580 蓝牙片上系统,内置一个32-bit ARM Cortex M0内核,拥有一个功率管理模块; ADI ADXL362 3轴数字输出MEMS加速度计,TI TPS62736 降压转换器。

  Fitbit Flex

   Fitbit Flex 也是分体式设计,腕带和主体可以分离。主体部分外壳焊接非常紧密,使用到大量的胶水,充电触点和蓝牙天线设计在了塑料外壳上。壳内的硬件是振动器、电路板 和可充电锂电池。主板上还贴了一块NFC,不过由于手环并没有NFC相关的功能,因此并不了解这块NFC线圈的实际作用。

  全球主流智能手环传感器模块拆解揭秘

  主板上主要IC是意法半导体STM32L 32位微处理器,意法半导体LIS3DH 三轴加速度传感器,Nordic NRF8001 蓝牙4.0芯片以及一枚TI BQ24050的锂电池充电芯片。

  全球主流智能手环传感器模块拆解揭秘

  接下来再看看Jawbone的UP 手环。Jawbone是较早进入智能手环的厂商之一,两代UP手环在市场上也非常流行,两代UP都是典型的一体化设计,代表了比较高的工艺水准。

  全球主流智能手环传感器模块拆解揭秘

   电路板采用的柔性板,所有的电子器件全部贴装于软板之上,电池密封在一个金属小盒子里,外面是一圈柔软的TPU橡胶,既能保证手环的柔韧性,也防止电池 受到挤压损伤,而且主板上的IC使用了高强度的点胶,且覆盖面积大,进一步确保了主板的稳定性。主要使用的IC有TI MSP430F5528的微控制器,Nordic nRF8001 蓝牙芯片,Bosch BMA222EF三轴加速度传感器。

  全球主流智能手环传感器模块拆解揭秘

   再来看以精致外形俘获不少用户的Misfit Shine,也是采取的主体和腕带分离的设计形式。两片式金属外壳,内置纽扣电池和一块电路板。拆解下来,我们觉得这只手环的亮点在于其核心电路之外的工 业设计,小巧的金属外壳、12颗LED灯可以简洁的显示时间,整个主体上贴有磁铁和夹扣相吸实现多样化的佩戴模式。

  全球主流智能手环传感器模块拆解揭秘

   Misfit Shine圆形黑色主板,周边是12颗LED。通过主板标注,它的解决方案也是MCU+蓝牙以及一枚加速度传感器。型号分别是Silicon Labs EFM32,32位ARM内核MCU,TI CC2541 蓝牙4.0芯片,内置128KB ROM 以及8KB RAM。

  Ni Nike FuelBand 智能手环,也是一体化设计,拆解时需从腕带表面开始切割。由于整个手环做成弧形,因此整个电路主板都是采用的柔性板,成本自然会比硬板高,板子中间是一块 5*20 LED阵列。值得一提的是Nike FuelBand 采用的是两个36mAh锂电池的设计,但是续航能力并不强,只能支持5天左右。

  全球主流智能手环传感器模块拆解揭秘

  电路板上的IC主要分布在两端。使用的意法半导体STM32L151QCH6 MCU,内置256kb闪存,意法半导体LIS3DH三轴加速度传感器,CSR的蓝牙4.0芯片CSR1010,意法半导体STNS01 锂电池充电芯片。

  全球主流智能手环传感器模块拆解揭秘

  Bong一代,采取的也是一体化设计,腕带、铝合金装饰外壳、芯片塑料外壳以及壳内的主板、电池和振动器。

  全球主流智能手环传感器模块拆解揭秘

  电路板上,Nordic nRF51822 的蓝牙SoC,意法半导体LIS3DH 加速度传感器,这颗传感器出现的频率很高。Liner LTC4065充电芯片和TI LM3673 降压转换器,强化电源。

  全球主流智能手环传感器模块拆解揭秘

  最后是我们已经拆解过的手环们的一些总结列表,从这些功能、硬件的参数上面,环环们的区别并不大,唯一看到续航时间上bong 二代理论上可以达到一年左右,算得是一个突破。价格区别比较大,小米手环突围之后拉开约20倍左右的差价。

   除了我们已经拆解的这些手环腕带们,其实市面还有很多的手环。由于方案简单,门槛比较低,开发成本也低廉,开发周期也比较短,所以智能穿戴的市场目前还 比较混乱。但是就我们的试用情况来看,目前的智能手环们离成熟还有很大的距离,工业设计、传感器、显示、功耗和交互这五大方面都需要提升。我们认为,作为 下一代的便携电子,体验应该是傻瓜式的,工业设计应该是时尚、无感佩戴式的,能够真正收集到有效数据并且管理提供增值服务。

39度创意研究所 技术专区

关注电子发烧友微信

有趣有料的资讯及技术干货

下载发烧友APP

打造属于您的人脉电子圈

关注发烧友课堂

锁定最新课程活动及技术直播
收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

哈佛大学推出MEMS微型机器人 可在拾取、包装甚至外科手术方面提供帮助

哈佛大学过去开发的机器人Delta手臂通常用在组装生产线,其速度和灵巧度决定了工作空间需要足够大,如....

的头像 MEMS 发表于 01-22 11:45 次阅读 0条评论
哈佛大学推出MEMS微型机器人 可在拾取、包装甚至外科手术方面提供帮助

2018年无人驾驶汽车传感器创新技术展望(毫米波雷达,mems和融合技术)

MEMS让无人驾驶汽车看到路面、阅读交通标志、检测物体、分类、感知速度/轨迹和其他车辆,随着自动驾驶....

的头像 宽禁带半导体技术创新联盟 发表于 01-20 17:13 次阅读 0条评论
2018年无人驾驶汽车传感器创新技术展望(毫米波雷达,mems和融合技术)

意法半导体谈MEMS的发展 非常看好汽车和工业

在MEMS传感器的新闻发布会,ST谈论了MEMS的发展现状,ST做了20年的MEMS 传感器,优势是....

发表于 01-19 16:14 次阅读 0条评论
意法半导体谈MEMS的发展 非常看好汽车和工业

我国工业传感面临的挑战和工业常用传感器分析

传感器技术发展迅速,探测精度提高、制作成本降低、芯片体积减小,应用非常广泛。传感器技术甚至已成我国工....

发表于 01-19 09:47 次阅读 0条评论
我国工业传感面临的挑战和工业常用传感器分析

ADI:将异构制造的话题作为产业未来发展趋势的一个重要观察角度

ADI公司总裁兼首席执行官Vincent Roche在对2018年的技术趋势展望一文《这些创新将影响....

的头像 MEMS技术 发表于 01-18 11:29 次阅读 0条评论
ADI:将异构制造的话题作为产业未来发展趋势的一个重要观察角度

意法半导体产品:消费应用将成首要市场,亟待突破成本及封装瓶颈

从2007年到2012年,MEMS市场的年复合增长率将达到14%。为了满足市场需求,MEMS企业和F....

发表于 01-18 11:29 次阅读 0条评论
意法半导体产品:消费应用将成首要市场,亟待突破成本及封装瓶颈

陀螺仪在火箭上怎么运用?原来它的原理是这么神奇

陀螺仪在很多地方都可以看得到。手机、工控装备等,随着物联网技术的发展,它的应用只会越来越多。陀螺仪是....

的头像 电子设计 发表于 01-17 16:06 次阅读 0条评论
陀螺仪在火箭上怎么运用?原来它的原理是这么神奇

MEMS光开关控制原理解析

MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems,微机电系统)是指将微型机....

发表于 01-17 09:51 次阅读 0条评论
MEMS光开关控制原理解析

基于GTI的1x3波长复用/解复用器的系统级性能分析

波分复用器和解复用器几乎是所有WDM系统和网络的主要组成部分。从传统意义上讲,多路复用/解复用器(d....

发表于 01-17 09:48 次阅读 0条评论
基于GTI的1x3波长复用/解复用器的系统级性能分析

ADI新产品为添新功能,应用MEMS陀螺仪和加速度计工作原理

在ADI公司的一间会议室中,Howard Wisniowski用一只手拿起比纪念邮票稍大一点的演示板....

发表于 01-17 09:47 次阅读 0条评论
ADI新产品为添新功能,应用MEMS陀螺仪和加速度计工作原理

各种创新消费类产品的MEMS传感器应用设计

MEMS即微机电系统,是利用微米级立体结构实现感应和执行功能的一项关键技术。其中,微米级立体结构是利....

发表于 01-17 09:46 次阅读 0条评论
各种创新消费类产品的MEMS传感器应用设计

美新半导体:三合一MEMS芯片实现更高性价比

美新半导体在世界上首次将传感器、模拟信号以及数字信号处理三者整合在一块芯片上,可以测量X,Y两个独立....

发表于 01-17 09:42 次阅读 0条评论
美新半导体:三合一MEMS芯片实现更高性价比

基于MEMS技术的加速度传感器分析与应用

MEMS技术正在逐步走向民用和消费类市场,我们正处于“MEMS狂潮”的开端,ST将以其完善的生产基础....

发表于 01-17 07:28 次阅读 0条评论
基于MEMS技术的加速度传感器分析与应用

基于MEMS技术的芯片ADXL202 的应用设计与集成

本文阐述了一种基于MEMS 技术的芯片ADXL202 的应用设计与集成。介绍了ADXL202 的测试....

发表于 01-17 07:19 次阅读 0条评论
基于MEMS技术的芯片ADXL202 的应用设计与集成

基于新型三明治结构的MEMS微波功率传感器结构设计

本文提出了一种新型的三明治结构MEMS微波功率传感器结构,与传统传感器相比,新结构由于采用了垂直传热....

发表于 01-17 05:31 次阅读 0条评论
基于新型三明治结构的MEMS微波功率传感器结构设计

基于数字式MEMS加速度传感器ADXL213的倾角测量应用

本文提出一种基于数字式MEMS(微电子机械系统)加速度传感器ADXL213的倾角测量装置,该装置采用....

发表于 01-17 05:26 次阅读 0条评论
基于数字式MEMS加速度传感器ADXL213的倾角测量应用

一种适用于MEMS振荡器的制造工艺介绍与分析

对MEMS振荡器的已超过四十个年头,然而最近才走向商用化,其中最大的一个障碍是开发一种经济并足够纯净....

发表于 01-17 03:41 次阅读 0条评论
一种适用于MEMS振荡器的制造工艺介绍与分析

简述运动传感器在未来蜂窝手持设备领域的关键作用

以微机电系统(MEMS)集成电路(IC)形式实现的运动传感器正在蜂窝手持设备的未来发挥关键作用,这些....

发表于 01-17 03:39 次阅读 0条评论
简述运动传感器在未来蜂窝手持设备领域的关键作用

详解MEMS技术的发展历史进程

MEMS第一轮商业化浪潮始于20世纪70年代末80年代初,当时用大型蚀刻硅片结构和背蚀刻膜片制作压力....

发表于 01-17 03:38 次阅读 0条评论
详解MEMS技术的发展历史进程

MEMS陀螺仪的原理及应用案例分析

Leon Foucault在1852年发明了世界首个陀螺仪,这种传统的机械式陀螺仪如图1所示。Fou....

发表于 01-17 03:37 次阅读 0条评论
MEMS陀螺仪的原理及应用案例分析