穿戴设备心率传感器精准度亟待提高 算法优化重拳出击
来源：华强电子网 作者：刘静 时间：2015-11-19 16:42
2012年后，以谷歌智能眼镜(Google Glass)和苹果智能手表(Apple Watch)为代表的智能穿戴设备迅速崛起，成为了继平板和手机之后的又一消费类电子产品代表，传感器也成为了巨头们争相布局的市场，尤其是针对慢性疾病的心率传感器，更是得到了业界的普遍认可。
纵观目前的整个可穿戴设备行业，大部分产品都配有记录人体有关数据的心率监测功能，比如睡眠、心率、运动量等;貌似但凡缺了这项功能，都不能配上“可穿戴设备”的头衔。对可穿戴产品而言，心率监测功能已经不仅仅被心脏病患者和专业运动爱好者所关注，其更是成为了整个智能穿戴运动监测产品行业的标配，甚至有人说心率监测未来将成为可穿戴设备的新标准。
不过，在心率监测功能成为新标准之前，还必须解决一项难题：心率传感器数据精准度。目前，不管是Fitbit、Jawbone、摩托罗拉、LG，还是英特尔、三星、微软等都在运动手环或是智能手表中配备心率传感器，以此来实现用户对心率数据更精准的运动监测，遗憾的是效果都不尽如人意。
村田制作所(muRata)产品技术部的南非在接受华强电子网采访时称：“不可否认，目前市面上凡是能进行心率监测的智能手环效果还未达到预期，导致这种困境的主要原因在于心率传感器的精度和算法不够理想。目前，用于心率监测的可穿戴设备产品主要有两种，一种是以Galaxy S5为代表的发红光的可穿戴设备，另一种则是以苹果手表为代表的发绿光的可穿戴设备。”
村田制作所(muRata)产品技术部南非
据了解，发绿光的可穿戴设备，其主要由两个绿色波长的发光LED 和一个光敏传感器组成，其原理是手臂血管中的血液在脉动的过程中会发生密度改变，从而引起透光率的变化，它可以持续测量心率(运动中亦可)，从而计算平均心率，并记录最大心率等;而发红光的可穿戴设备，则利用血管内血液血红蛋白的吸光度的变化来测量脉搏，依靠红外发射光束回路和接收反射回路。其缺点是信号极为微弱，且非常容易受到外界干扰而导致测量数据不准确，通常需要在安静的状态下测量。整体而言，发绿光可穿戴设备要比发红光的可穿戴设备精准度要高。
据南非介绍：“光学传感器容易受到环境影响，例如皮肤颜色的深浅，皮肤上是否有汗渍，手环是否在皮肤上移动、手环与皮肤之间的距离等，这些因素都会对心率传感器的测量产生影响，目前最主要的解决措施是通过算法进行优化，例如做一个加权平均，而不是直接采用原始测量数据。”
对于当前可穿戴设备消费者而言，单纯地提供心率测量数值并没有太大意义，如果能够持续测量消费者某段时间内的心率数据，进一步提供睡眠质量、休息时间等健康建议则会对消费者有更大帮助。不过，受限于续航瓶颈尚未突破，短期内消费者依然无法做到随时随地监测到自己的心率。在保证心率传感器高性能的同时又降低自身的功耗，同样是消费者十分关心的问题。
对此问题，南非表示：“可穿戴设备续航和随时随地检测心率传感器的精准度，具体跟某一个元件关系不大，例如目前市场上很多可穿戴设备的大厂都在采用测体感温度的NTC热敏电阻，包括Jawbone 的UP 2、UP 3以及未来的UP 4等都会采用热敏电阻，但是，单一元器件对心率传感器的精准度影响不大。续航方面，光学传感器是主动式的，采用的是LED灯主动发出光源，其对穿戴式设备功耗的影响并不大，蓝牙通讯、Wi-Fi通讯和屏幕才是影响可穿戴功耗的主要因素。”(责编：徐志平)
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