全球主流智能手环MEMS传感器大起底

　　对大多数人来说，智能手环等可穿戴设备在厂商们的故意神秘化的情况下，都会觉得它们高端大气上档次，然后冲动购物。殊不知，目前可穿戴设备仍然停留在概念期，比如今天我们拆解的几款全球范围内较为出名的智能手环，它们并不高端!

　　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。

　　这 段时间，eWiseTech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。

　　首先一张总结表看看各型号的手环中使用到的MEMS惯性传感器的厂商型号等信息，可以看出意法半导体三轴加速度计LIS3DH“出镜率”最高。

　　接下来看看每款设备上传感器的分布位置。

　　先拿国内79元小米手环来看看吧。ADI公司的三轴数字输出MEMS加速度计：ADXL362。

　　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。

　　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。

　　接着是Fitbit Flex，它采用意法半导体三轴加速度计：LIS3DH。

　　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。

　　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。

　　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。它们使用的Bosch三轴加速度计：BMA222EF。

　　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。

　　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。如下图PCB主板标注，它的解决方案也是MCU+蓝牙以及一颗加速度计，其加速度计为意法半导体LIS3DH。

　　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。

　　Nike FuelBand智能手环采用一体化设计，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， 成本自然会比硬板高，板子中间是一块5*20 LED阵列。电路板上的IC主要分布在两端。使用的意法半导体三轴加速度计：LIS3DH。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。

　　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。

　　Bong一代也是采用一体化设计，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。意法半导体加速度计LIS3DH，这颗传感器出现的频率很高。

　　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。

　　除 了我们已经拆解的这些手环和腕带们，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、功耗和人机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的。