可穿戴產(chǎn)品的設(shè)計(jì)思想及市場的制勝之道

關(guān)鍵詞： 可穿戴 , 智能手表 , 健身追蹤

作者：Silicon Labs美洲區(qū)市場營銷總監(jiān)Raman Sharma

從智能手表到便攜式健康和健身追蹤器，可穿戴設(shè)備正在日益改變著我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妗?0世紀(jì)80年代的臺(tái)式電腦革命為信息時(shí)代帶來了空前的個(gè)人生產(chǎn)力大爆發(fā)。20世紀(jì)90年代便攜式計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展相一致，把我們從電源線和網(wǎng)線的束縛中解放出來。然后蜂窩電話和智能手機(jī)的爆炸式增長又為我們帶來了前所未有的移動(dòng)性和無線連接能力。當(dāng)今的“腕上革命”，連同物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的異軍突起，正在把“移動(dòng)”推向一個(gè)全新的高度：可穿戴計(jì)算。

腕上革命正在重寫便攜式電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)歷史。在本文中，我們將重點(diǎn)研究隱藏在用戶-體驗(yàn)-驅(qū)動(dòng)（user-experience-driven）設(shè)計(jì)方法背后的設(shè)計(jì)思想。通過應(yīng)用這些設(shè)計(jì)思想，多種成功的可穿戴產(chǎn)品已經(jīng)面市。我們也將討論影響可穿戴產(chǎn)品能耗預(yù)算和計(jì)算需求的特性和功能，包括如何選擇適合產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求的微控制器（MCU）。

腕上革命的現(xiàn)狀

智能手表、活動(dòng)追蹤器、可穿戴GPS設(shè)備、心率監(jiān)視器和智能眼鏡是可穿戴產(chǎn)品的主要應(yīng)用形態(tài)，根據(jù)Futuresource Consulting的統(tǒng)計(jì)，2013年可穿戴設(shè)備全球銷售額約為80億美元。通過創(chuàng)新性的融合了成熟完善的功能性、簡單易用的連接性、緊湊的外形尺寸、超低功耗處理和無線連接性，可穿戴設(shè)備正在成為全新的個(gè)人電子設(shè)備類別，幫助我們變得更加健康，獲得更多的信息和更好的裝備。

幾年前，雖然一些領(lǐng)先的智能手機(jī)制造商已經(jīng)開始試驗(yàn)性推出基于他們現(xiàn)有手機(jī)產(chǎn)品的腕上產(chǎn)品，但是它們相當(dāng)笨重。直到2012年初，當(dāng)新型公司（例如Pebble Smartwatch）繞過智能手機(jī)制造商而推出全新的輕量級腕上設(shè)備時(shí)，腕上革命才真正開始快速發(fā)展。這些產(chǎn)品使得最終用戶可以更充分的利用他們已有的智能手機(jī)。Garmin、Samsung、Sony、Fitbit、Magellan（見圖1）和其他消費(fèi)類電子設(shè)備制造商也已經(jīng)推出他們自己的智能手表、活動(dòng)追蹤器和其他可穿戴產(chǎn)品，從而成為腕上革命的有力競爭者。

2014-10-21 11:14:30 上傳

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圖1：在單塊CR2032紐扣電池供電條件下，Magellan Echo智能運(yùn)動(dòng)腕表利用Silicon Labs的EFM32 Gecko MCU實(shí)現(xiàn)電池壽命擴(kuò)展到11個(gè)月

這種充分競爭的市場環(huán)境也鼓勵(lì)小型化的靈敏型初創(chuàng)公司推出特色創(chuàng)新產(chǎn)品，例如Misfit Shine健身追蹤器（如圖2所示）正在不斷搶占競爭對手的市場份額。

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圖2：Misfit Shine是一款設(shè)計(jì)優(yōu)雅的健身追蹤器，它通過采用EFM32 Gecko MCU實(shí)現(xiàn)卓越的能效和很長的電池壽命

一個(gè)成功的可穿戴設(shè)備必須提供合適的價(jià)格、性能、功能和電池壽命，以及獨(dú)特的外觀、觸感和作用，以便從競爭對手產(chǎn)品中脫穎而出。MCU、傳感器、無線電子器件和極具吸引力的用戶接口，這些都必須被裝進(jìn)一個(gè)小尺寸封裝中，從而可以舒適的佩戴在一個(gè)人的手腕或者其他地方。由于這種外形尺寸極大限制了留給供電的電池所占空間，因此可穿戴系統(tǒng)必須是非常節(jié)能的，以便盡可能使電池更換和充電的時(shí)間間隔維持最長的運(yùn)行周期。

用戶體驗(yàn)驅(qū)動(dòng)制勝設(shè)計(jì)

要把這些不同元素融入到獲得市場認(rèn)可的產(chǎn)品中，需要一個(gè)復(fù)雜的設(shè)計(jì)去有所取舍的平衡功耗、性能、功能和外形尺寸等參數(shù)。通過采用所謂的“用戶體驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”設(shè)計(jì)方法，一些制造商已經(jīng)成功的度過難關(guān)，進(jìn)入到這個(gè)不太熟悉的領(lǐng)域。盡管這些設(shè)計(jì)方法顛覆了許多嵌入式開發(fā)人員的傳統(tǒng)思維和實(shí)踐方法。

嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程通常開始于功能和性能定義，這將作為項(xiàng)目的頂級驅(qū)動(dòng)力。相反，設(shè)計(jì)一個(gè)可穿戴產(chǎn)品通常開始于需要獲得的最終“用戶體驗(yàn)”定義。這些產(chǎn)品需求的定義體現(xiàn)在外觀、觸感和與最終用戶的交互，也包括它帶來的印象、感覺和情緒。設(shè)計(jì)過程的下一個(gè)步驟是把用戶體驗(yàn)轉(zhuǎn)化成“用例（use case）”——用于定義產(chǎn)品硬件和軟件單元的一系列頂級功能需求。

Apple是這種戰(zhàn)略的早期實(shí)踐者之一。他們使用這種戰(zhàn)略成功的定義了全新市場，并且一直處于領(lǐng)先地位。如果你對于精心設(shè)計(jì)用戶體驗(yàn)的重要性還心存懷疑，仔細(xì)考慮一下Apple iPod獨(dú)特的控制滾輪、寶石般的機(jī)殼設(shè)計(jì)和易于使用的iTunes軟件是如何幫助公司轉(zhuǎn)變并且最終主宰了整個(gè)數(shù)字音樂播放器市場。

定義用戶體驗(yàn)

定義可穿戴產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)需求可以歸為以下兩類：

●功能性——區(qū)別其他可穿戴產(chǎn)品的獨(dú)特外觀、觸感、特性和功能。

●易用性——輕松設(shè)置、直觀操作和減小維護(hù)的一系列需求。長電池使用壽命在易用性中具有非常重要的作用，因?yàn)槿绻粋€(gè)可穿戴設(shè)備每幾天就不得不重新充電，那將是一件令人沮喪的事情，并且容易導(dǎo)致用戶放棄該產(chǎn)品。

同時(shí)，定義用戶體驗(yàn)的這些元素能夠容易的轉(zhuǎn)換成用例，從而構(gòu)成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。根據(jù)應(yīng)用的不同，定義用戶體驗(yàn)可能涉及到構(gòu)造一個(gè)可穿戴產(chǎn)品實(shí)體，使之具有極具吸引力的質(zhì)感、符合人體工程學(xué)的外形和傳達(dá)特定感覺的設(shè)計(jì)元素。其他產(chǎn)品可能需要為控制和顯示創(chuàng)建特別的視覺模型，使復(fù)雜的操作變得簡單和直觀。

定義用例

一旦產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)得到明確定義，它必須被轉(zhuǎn)換成一個(gè)用例，用例的功能性需求將驅(qū)動(dòng)可穿戴產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。詳細(xì)的用例能夠提供重要信息，使得它能夠更容易的為可穿戴產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)方面進(jìn)行準(zhǔn)確的比較研究。

用例應(yīng)當(dāng)包含可穿戴設(shè)備預(yù)計(jì)要執(zhí)行的任務(wù)、需要的資源和執(zhí)行的環(huán)境。這些細(xì)節(jié)通常包括設(shè)備要收集的數(shù)據(jù)類型，如何與用戶或其他設(shè)備交互，預(yù)期的運(yùn)行環(huán)境（溫度、耐水性、耐沖擊性等），操作模式（數(shù)據(jù)收集和分析、用戶交互、通信等），以及與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)同步的頻率。

有了這些指導(dǎo)方針，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)就可以開始確定滿足應(yīng)用需求的傳感、計(jì)算和通信組件。同時(shí)，物料清單（BOM）成本和功耗預(yù)算也可以與初步設(shè)計(jì)需求同時(shí)進(jìn)行，為團(tuán)隊(duì)提供必需的參數(shù)以便集中匯總成最佳設(shè)計(jì)方案。

用例輔助進(jìn)行能源管理

因?yàn)殡姵氐氖褂脡勖诳纱┐髟O(shè)計(jì)中起著如此重要的角色，因此這里我們有必要仔細(xì)分析一下用例驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)過程中與能源管理相關(guān)的部分。

為了準(zhǔn)確的模擬設(shè)計(jì)選擇如何影響可穿戴設(shè)備的電池壽命，用例應(yīng)當(dāng)包括影響能耗因素的詳細(xì)描述，例如：

●備必須從外部環(huán)境收集的數(shù)據(jù)類型和頻率。

●用戶是否通過App、觸摸屏、按鍵或以上兩者與設(shè)備交互。如果是，那么通信的信息類型和使用的頻率如何。

●設(shè)備如何同其他可穿戴設(shè)備、智能手機(jī)、本地網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信。電源需求的變化依賴于所采用的無線接口（例如Bluetooth、Wi-Fi或ZigBee），這是如何實(shí)現(xiàn)的。

●設(shè)備與他的同類或主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行同步或交換數(shù)據(jù)的頻率如何。（與諸如智能手機(jī)的主機(jī)系統(tǒng)頻繁同步將顯著降低電池壽命。）

一旦信息收集完畢，用例應(yīng)當(dāng)提供系統(tǒng)各種操作模式的詳細(xì)描述和每種模式下的運(yùn)行時(shí)間。這將成為系統(tǒng)能耗預(yù)算和為最大化電池壽命而進(jìn)行任何設(shè)計(jì)折中的基礎(chǔ)。

用例輔助進(jìn)行MCU選擇和優(yōu)化

用例與能耗相關(guān)的部分應(yīng)當(dāng)盡可能多的包括可穿戴設(shè)備執(zhí)行傳感、控制和計(jì)算任務(wù)的有關(guān)信息，也包括哪些任務(wù)由MCU執(zhí)行，哪些任務(wù)由外設(shè)執(zhí)行。這將有助于選擇最適合可穿戴應(yīng)用需求和開發(fā)策略的MCU產(chǎn)品，充分利用MCU能源友好的特性。

通過識(shí)別必須執(zhí)行的軟件功能和邏輯算法，以及它們發(fā)生的頻率，你能夠構(gòu)建出恰當(dāng)?shù)某跏脊浪慊蛘呖纱┐鲬?yīng)用的計(jì)算需求。假設(shè)有一個(gè)健身監(jiān)視器，它的MCU通過一個(gè)多軸加速計(jì)感應(yīng)用戶的身體活動(dòng)，使用一個(gè)IR接近傳感器監(jiān)視脈搏，使用其他傳感器檢測溫度、濕度、血氧等級，甚至紫外線（UV）強(qiáng)度（見圖3）。然后MCU必須在確定真實(shí)步數(shù)和頻率之前過濾掉摻雜在原始傳感器數(shù)據(jù)中的噪聲和干擾，或者結(jié)合心率數(shù)據(jù)以區(qū)別是特定活動(dòng)類型還是其他生物特征輸入。

2014-10-21 11:14:31 上傳

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