關(guān)鍵詞： 可穿戴式計(jì)算 , Bluetooth Smart , 智能手表 , 醫(yī)療植入

ABI Research預(yù)測(cè)，可穿戴式計(jì)算設(shè)備（如：智能手表）將會(huì)以爆炸般的速度普及，且年設(shè)備出貨量可望在2018年增長(zhǎng)到4.85億臺(tái)。這些設(shè)備背后的技術(shù)之一就是Bluetooth Smart，Bluetooth Smart是特別為了減少功耗而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的。

為什么要以Bluetooth Smart為中心來(lái)設(shè)計(jì)可穿戴式技術(shù)，其中有許多理由，諸如連接性、 靈活性和電源管理等，而這些都是該技術(shù)平臺(tái)解決方案可提供的優(yōu)勢(shì)，有助于加快可穿戴式設(shè)備新浪潮下硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)的腳步。

是什么讓Bluetooth Smart與眾不同？

Bluetooth Smart （通常被稱為藍(lán)牙低功耗（Bluetooth low energy）或藍(lán)牙LE（Bluetooth LE）） 為先前受限于功耗、尺寸限制和復(fù)雜性的其他無(wú)線數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了低功耗的連接性和低容量的數(shù)據(jù)傳輸。

隨著藍(lán)牙4.0規(guī)范所推出的Bluetooth Smart，比先前的標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙版本使用少10～20倍的電量， 讓即使在多數(shù)時(shí)間無(wú)線電是處于關(guān)閉的產(chǎn)品，也可以保持在連接的狀態(tài)下，但當(dāng)有數(shù)據(jù)可用時(shí)，又可很快地蘇醒過(guò)來(lái)。 這種組合能夠延長(zhǎng)消費(fèi)性產(chǎn)品的電池壽命 ，而現(xiàn)今消費(fèi)性產(chǎn)品的要求是有更長(zhǎng)的電池壽命，且還要能夠連接到最新款的智能型手機(jī)和平板電腦。

Bluetooth Smart 可為消費(fèi)性電子產(chǎn)品帶來(lái)重大的創(chuàng)新，包括新型基于手勢(shì)的電視遙控器、智能手表、運(yùn)動(dòng)器材、健康和健身監(jiān)控器和家居自動(dòng)化產(chǎn)品。 它也另創(chuàng)了一個(gè)“應(yīng)用程序配件（appcessories）”的創(chuàng)新性市場(chǎng)，應(yīng)用程序配件的定義是：伴有應(yīng)用程序的配件。如那些基于Apple iOS產(chǎn)品的Bluetooth Smart Ready產(chǎn)品所使用的軟件API，可以讓開(kāi)發(fā)人員以標(biāo)準(zhǔn)方法開(kāi)發(fā)出與Bluetooth Smart配件溝通的應(yīng)用程序。

在過(guò)去，若要開(kāi)發(fā)一個(gè)應(yīng)用程序和一個(gè)配件，需要等待Bluetooth SIG所開(kāi)發(fā)和批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置檔（standard profile）。但現(xiàn)在有了Bluetooth Smart， 就不需要等待標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置檔。開(kāi)發(fā)人員可開(kāi)發(fā)出可與智能型手機(jī)密切融合而一起工作的新產(chǎn)品，從而獲得智能型手機(jī)所提供的豐富界面和連接性效益，同時(shí)還支持緊湊的硬件配件及多年的電池壽命。

設(shè)計(jì)生產(chǎn)一款更聰明的手表

智能手表所支持的功能不僅是計(jì)時(shí)而已。 它能夠執(zhí)行像數(shù)學(xué)計(jì)算和異國(guó)定時(shí)模式這樣簡(jiǎn)單的任務(wù)，到像游戲、多媒體簡(jiǎn)訊、電話提醒和接近感知（proximity awareness）等這些較復(fù)雜的應(yīng)用。它們是智能型手機(jī)的功能強(qiáng)大配件， 可實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的使用者信息和互動(dòng)。

例如， 智能手表可以顯示用戶的運(yùn)動(dòng)指針，如運(yùn)動(dòng)前后的心臟速率和所燃燒的卡路里。它也可以幫忙尋找智能型手機(jī)，讓使用者知道其錢包正位于柜臺(tái)上，或提醒你家中的燈還亮著。

智能手表可執(zhí)行像數(shù)學(xué)計(jì)算和異國(guó)定時(shí)模式這樣簡(jiǎn)單的任務(wù)，到像游戲、多媒體簡(jiǎn)訊、電話提醒和接近感知（proximity awareness）等這些較復(fù)雜的應(yīng)用。

基本架構(gòu)

一款基本型的智能手表之主要組件是一顆 Bluetooth Smart芯片、一顆微控制器（MCU）和液晶顯示器。 例如， CSR μEnergy CSR101x家族器件所提供的平臺(tái)就可提供一單模的Bluetooth低能量無(wú)線電、 整合式的16位處理器和 128KB的內(nèi)存。 它可擔(dān)任系統(tǒng)心臟的角色，控制所有的接口設(shè)備。

液晶顯示屏幕把信息顯示給用戶，并具有電容/電阻的觸控功能，所以產(chǎn)品中就需要實(shí)體的按鍵。觸控型的液晶顯示屏幕可大幅改善用戶的體驗(yàn)，讓他們可以觸控、輕敲和滑動(dòng)的手勢(shì)來(lái)控制手表的應(yīng)用。 系統(tǒng)中的MCU通?？赏高^(guò)串行匯排流（如SPI）而與LCD連通。產(chǎn)品還可能還會(huì)配備一個(gè)揚(yáng)聲器或壓電蜂鳴器，作為通知之用，如警報(bào)。

為提供一個(gè)可擴(kuò)展的平臺(tái)，可能還可將另一顆微處理器整合到解決方案中，以提供額外的處理能力和擴(kuò)展IO，以便可在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中加進(jìn)更多的傳感器（如氣壓傳感器）和接口設(shè)備（如GPS來(lái)確定當(dāng)前位置）。這也讓它可實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理算法，及使用具有豐富的圖形界面操作系統(tǒng)。MCU可用串行匯排流上簡(jiǎn)單且標(biāo)準(zhǔn)的控制協(xié)議來(lái)與CR101x設(shè)備介接。

以配置文件確定行為

Bluetooth Smart采用異步的客戶端 - 服務(wù)器架構(gòu)。 該服務(wù)器具有可共享的數(shù)據(jù) ，且它還在數(shù)據(jù)庫(kù)中保持?jǐn)?shù)據(jù)元素， 稱為“屬性（attributes）”?？蛻舳撕头?wù)器使用屬性的協(xié)議來(lái)交換數(shù)據(jù)。

在服務(wù)器上所呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)會(huì)被組織成多種服務(wù)，一種以服務(wù)為導(dǎo)向的架構(gòu)。 這些都可以被發(fā)現(xiàn)、互動(dòng)，并有一個(gè)定義好的行為，在已知的相同前提條件下，這總是會(huì)產(chǎn)生相同的結(jié)果。 服務(wù)定義 一臺(tái)服務(wù)器的行為 ，但不會(huì)強(qiáng)制客戶的行為；做這件事的是“配置文件”。

配置文件是高層次的定義，它定義了如何使用服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序或使用案例（use case），及確定客戶端的行為。 Bluetooth SIG定義了任務(wù)，列出了所有的服務(wù)和配置文件。智能手表幾乎會(huì)用到所有SIG所列的配置文件。每一配置文件的使用案例簡(jiǎn)述如下：

　　◇　警報(bào)通知配置文件 - 連接到一臺(tái)智能型手機(jī)以及提醒用戶有來(lái)電、文字和電子郵件。它可能不會(huì)顯示簡(jiǎn)訊的全部文字，但會(huì)顯示來(lái)電者/發(fā)件人ID的詳細(xì)信息
　　◇　血壓配置文件 - 獲得血壓測(cè)量數(shù)據(jù)和其他非侵入式血壓傳感器的數(shù)據(jù)
　　◇　腳踏車速度和節(jié)奏（cadence）配置文件 - 使用自行車的速度和Cadence傳感器來(lái)說(shuō)明腳踏車的速度和曲柄旋轉(zhuǎn)
　　◇　尋找我（Find Me）配置文件 - 在同級(jí)設(shè)備錯(cuò)位時(shí)觸發(fā)警報(bào) ，例如智能型手機(jī)或鑰匙鏈
　　◇　葡萄糖配置文件 - 獲得葡萄糖測(cè)量數(shù)據(jù)和其他葡萄糖傳感器的數(shù)據(jù)
　　◇　心率配置文件 - 獲得心臟率傳感器的數(shù)據(jù)
　　◇　電話警報(bào)狀態(tài)配置文件 - 控制智能型手機(jī)的振鈴器設(shè)置和警報(bào)狀態(tài)
　　◇　接近配置文件 -當(dāng)手表移開(kāi)或接近對(duì)等設(shè)備時(shí)定義行為，引起警報(bào)。 該警報(bào)可用來(lái) 采取進(jìn)一步的行動(dòng)，例如只要有人進(jìn)入房子，燈就會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，或當(dāng)一個(gè)孩子迷路而遠(yuǎn)離父母時(shí)發(fā)出警報(bào)
　　◇　奔跑速度和節(jié)奏配置文件 - 連接到一奔跑速度和節(jié)奏傳感器 ，以得到瞬時(shí)速度、步頻和步長(zhǎng)的數(shù)據(jù)
　　◇　時(shí)間配置文件- 獲取對(duì)等設(shè)備的日期和時(shí)間以及相關(guān)的信息 ，如時(shí)區(qū)和對(duì)夏令時(shí)間。 這將是一個(gè)不適用于手表的特殊使用案例，在此一情況下，一間房子有一個(gè)時(shí)鐘和其他定時(shí)器，它們可在沒(méi)有實(shí)際RTC的情形下，顯示日期和時(shí)間

iOS7的發(fā)表后，Apple 新增了一項(xiàng)可與Apple 通知中心（ANCS）進(jìn)行互動(dòng)的服務(wù)。 這使得智能手表可提醒使用者任何事件，而它將會(huì)顯示在 iOS內(nèi) “向下滑動(dòng)” 的菜單中。 使用者可以從任何在iOS7設(shè)備上運(yùn)行的應(yīng)用程序啟用警報(bào)，而這些iOS7設(shè)備則可經(jīng)由其智能型手機(jī)而被警示。

此外， Apple 公司還推出了iBeacon，它是一款采用Bluetooth Smart的室內(nèi)定位系統(tǒng)，目前有許多智能型設(shè)備開(kāi)發(fā)者都想利用iBeacon來(lái)開(kāi)發(fā)新的產(chǎn)品。借由可與iBeacons通訊的穿戴式裝置，用戶或開(kāi)發(fā)者不僅可以接收警報(bào)，同時(shí)還可經(jīng)由情境位置感知（contextual location awareness）來(lái)改善與環(huán)境的互動(dòng)。

將Bluetooth Smart的潛力更進(jìn)一步發(fā)展，Bluetooth Smart網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)最新的進(jìn)展（如CSRmesh） 顯示，在理論上，一位使用者可以利用一個(gè)具有Bluetooth Smart功能的設(shè)備來(lái)控制一定范圍內(nèi)的所有Bluetooth Smart設(shè)備 。 這意味著使用者可以借由點(diǎn)選智能手表上的圖示來(lái)控制建筑物中的照明、保全或網(wǎng)絡(luò)音頻系統(tǒng)。

Bluetooth Smart市場(chǎng)展望

在未來(lái)的一年， 產(chǎn)業(yè)分析師預(yù)期可以看到大量的智能手表和其他穿戴式設(shè)備進(jìn)入市場(chǎng)。 iOS7最近所做的改善可強(qiáng)化對(duì)智能手表的支持及對(duì)Android（4.3 Jelly Bean版本之后）的支持，這正意味著，這些對(duì)消費(fèi)者而言具有真正價(jià)值的新類型電子產(chǎn)品，將以Bluetooth Smart為中心來(lái)展開(kāi)其設(shè)計(jì)及生產(chǎn)。