可穿戴和物聯(lián)網(wǎng)：近期發(fā)展與連接解決方案

連接概念，即每一個人，都將作為一個云連接，上網(wǎng)功能的節(jié)點 - 訪問作為一個指揮設備或者一個狀態(tài)報告設備（或兩者）都具有一個不少回頭率。未來主義的構(gòu)想的世界里，一切都被連接和微博，郵件，短信，等警報會通知你需要知道（和很多東西，那么，你可以很好地生活在沒有意識到的）事情你。

其結(jié)果是，雖然許多有用的裝置和設備將作出實時和“幾乎”實時訪問，許多其他將顯示為低于有用現(xiàn)代技術(shù)的應用，但仍然將有吸引力之間的更容易地打動我們。然而，這是錯誤的解雇這些不可收拾的地步，因為我們知道，即使是愚蠢的應用程序仍然可能成為巨大的命中為公眾善變和時尚的敏感。而“哎呀神童”指數(shù)仍是一個推動力。

本文探討了可穿戴的設備，這將是物聯(lián)網(wǎng)的組件和技術(shù)，這將使這一點互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分的類型。我們將深入到創(chuàng)業(yè)初期的產(chǎn)品，以及研究正在為實現(xiàn)集成處理器和收音機。所有部件，數(shù)據(jù)表，教程和開發(fā)此處引用套件可在網(wǎng)上Digi-Key的網(wǎng)站上找到。

給你的（連接）的衣服脫了我的背

服裝是一個平臺為未來的嵌入式智能和通信。智能服裝將不只是關(guān)于時尚和涼爽，但也將招待我們，與他人聯(lián)系我們，并且包含整合到醫(yī)療生態(tài)系統(tǒng)健康監(jiān)測傳感器。

主動和互動的衣服是不是新的，但它僅僅是對下一代提升得益于云連接的邊緣和材料科學的進步。目前，幾個活躍的衣物可用;然而，這些通常需要有線電池組和控制器。即使傳感器和顯示器是“螺栓”，而不是真正的集成。

采取例如有源音樂樂器服裝如電子吉他巖shirt1或電子鼓機器shirt2目前可用。雖然有點新奇，這些引進我們的服裝嵌入式傳感器的概念。在光譜的另一端是容易的功能生效，顯示可用的服裝項目。例如，新奇的Wi-Fi探測器shirt3改變其“上衫”顯示，以反映的Wi-Fi信號強度在那里你目前的位置。

現(xiàn)代新穎的衣服都沒有完全準備好黃金時段有幾個原因。首先，模塊化電子，傳感器和顯示器不是真正的材料的織物的一部分。他們往往是體積龐大，成本高昂的附加組件到衣服上。第二，電子，傳感器和顯示器不與洗滌票價以及。三是需要電源或低成本的能量收集。

這一切都可能很快會改變，這要歸功于一些進展，包括印刷柔性OLED器件在織物上的能力。一些噴墨技術(shù)已經(jīng)證明自己值得，這將打開大門，更積極的服裝搭配變化，甚至視頻式顯示器。

另一項發(fā)展，將改變從被動服裝活動系統(tǒng)是織電子傳感器到面料的能力。這項技術(shù)已被證明，即使開發(fā)者們也不能確定如何利用它。例如，動作感應pants4正在開發(fā)在弗吉尼亞理工學院。這些用電線和織物傳感器來檢測運動交織在一起，并且可以通過無線信號發(fā)送給計算機顯示器。

還是一個因素沒有完全準備好（但越來越接近）是基于光纖的光伏，它提供收獲，甚至室內(nèi)照明提供能源的可靠來源的能力。正如早期傳感器和顯示器，現(xiàn)代的選擇是模塊化制造（圖1）。

能量收集使用的服裝圖片

圖1：采用服裝能量采集是一個創(chuàng)新的概念。早期的創(chuàng)新者像Tommy Hilfiger的是夾克上采用了可拆卸的太陽能電池板?？椆夥遣皇翘x譜，這意味著未來身打扮將有廣闊的接入電源的物聯(lián)網(wǎng)連接。

醫(yī)療應用

綜合醫(yī)療健康/健身電子產(chǎn)品感興趣的另一個重要領(lǐng)域。簡單的應用，如具有內(nèi)置計步器跑鞋，可以不需要攜帶一個單獨的設備。配合穿戴式計算機，利用地理位置的應用程序可以讓你知道當你接近的朋友，你慢跑或做運動。例如，耐克公司在其跑鞋袋的傳感器，可以進行無線通信，以你的音樂播放器或智能手機。它協(xié)調(diào)你聽，你運行的音樂，并提出統(tǒng)計像燃燒的卡路里，長跑，平均速度，持續(xù)時間和更多的（請注意，您的數(shù)據(jù)也被送到耐克）。

其他有用的例子包括血壓手表和血糖監(jiān)測技術(shù)，它通過無線連接現(xiàn)在正到在線可訪問性和警覺分布是可能的地步。一個例子是極地wearlink [密碼心率心率傳感器和變送器，與耐克和蘋果公司的iPod和ANT GPS（圖2）兼容。

極地wearlink [密碼心率心率傳感器和變送器的圖像

圖2：這心臟速率傳感器還傳送到運動手表，音樂播放器，并運行鞋傳感器。一種醫(yī)療版本可以將警報發(fā)送到緊急服務，如果檢測到心臟事件可包括GPS位置數(shù)據(jù)。

研究正在順利進行成血糖和胰島素水平的不流血的監(jiān)控和實時采樣。這些設備可以使用無線鏈路進行實時生理響應手術(shù)植入輸液泵進行本地通信。數(shù)據(jù)圖也可以被提供給醫(yī)務人員來監(jiān)測和診斷從實時收集的通過網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)患者狀況。

已有的心臟監(jiān)視器日志，收集數(shù)據(jù)時心肺功能的事件發(fā)生，醫(yī)生可以在以后的時間復習。最有能力的植入式起搏器和除顫器還允許本地節(jié)目和心臟率的控制，并可以檢測到?jīng)Q定一個心臟重新啟動的條件。雖然本地處理能力的不斷擴充，在醫(yī)生的辦公室，提供實時的數(shù)據(jù)可能是一個有價值的預測，一個事件即將發(fā)生，并在世界上采取先發(fā)制人行動的另一邊提醒病人。

物聯(lián)網(wǎng)服裝成為該信息中繼系統(tǒng)通過作為低功率的鏈接繼續(xù)佩戴設備，可以與云中的功率效率的方式進行通信的一部分。而不是具有多個，大功率鏈路持續(xù)有效，爭取空域，本地數(shù)據(jù)同步流可以被輸送（通常以壓縮格式），在需要的時候，允許更高的可靠性和可訪問性。

RFID標簽

雖然研究正在進行開拓個人區(qū)域網(wǎng)絡和體域網(wǎng)的新標準，許多現(xiàn)有的標準和技術(shù)都綽綽有余既破舊和永久放置物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點。

而缺乏可編程性，RFID應答器標簽，尤其是第二代類，是可部署在服裝一個可能的解決方案。代我最初是專為防盜，仍然是為減少庫存損耗和低成本的資產(chǎn)跟蹤的手段是有用的。第二代增加了讀取距離長/寫能力（高達30英尺），并有各種各樣的內(nèi)置能量收集。這種標簽工作在被動模式中，從主機RF場收集的能量，功率的非易失性存儲器和甚至低能量處理器。

一些標簽和標簽閱讀器制造商提供的產(chǎn)品以及開發(fā)工具包和代碼。像AMS AS3992-BQFP-50的讀者可以支持成本最低的代我用于庫存控制（或防盜）設備，以及更現(xiàn)代的讀/寫非易失性式II代設備。

NXP也使得低成本只讀設備，包括HTRC11001T / 03EE，11，Hitag1系列，或它的MIFARE系列的成員，如MFRC50001T / 0FE，112和其相應的開發(fā)系統(tǒng)中，OM5592 / MF1S50,699。

是什么讓這些部件如此大的吸引力是他們的低成本轉(zhuǎn)發(fā)器標簽，如HTSH5601ETK，118（圖3）。通常，一個設計的最多的部件，它們價格便宜，完整的子系統(tǒng)是如此之小，他們能適應服裝標簽中，包括一個小型天線。

恩智浦半導體HTSH5601ETK的圖，118轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)

圖3：一個完整的轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)具有非易失性存儲器，控制邏輯，以及RF收發(fā)器是足夠小以適合的衣服標簽內(nèi)。

通訊選擇

耐磨-RFID標簽將允許互聯(lián)網(wǎng)知道我們和我們在哪里，以及我們在做什么，因此發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的作用。他們可以觸發(fā)有針對性的廣告，我們走動，并存儲在我們使用和購買的產(chǎn)品信息。達50的讀者可以一平方公里的區(qū)域內(nèi)被定位，以便，實際上，我們的位置和活動成為的IoT的一部分，因為該標記的主機（我們）是。但是，物聯(lián)網(wǎng)的真正意圖是要在功能性的東西談云以某種方式活動處理器。這里是射頻技術(shù)的聚集發(fā)揮作用。

雖然大多數(shù)聚合點可能會使用3G，4G甚至5G（一經(jīng)面世）作為服務提供商的網(wǎng)關(guān)，本地的通信可能包括藍牙，無線網(wǎng)絡，Zigbee或ANT，作為非常本地化的通信媒介。

藍牙低能量正在采取直接瞄準了很多這些應用程序。眾多的單芯片收發(fā)器和模塊可供選擇，可快速設計開發(fā)。例如，ABRACON ABBTM-NVC-MDCS71（50PCS）模塊，支持藍牙4.0，其中包括傳統(tǒng)的流式音頻，以及低能量和高速模式。

TDK的SESUB-PAN-T2541單模模塊的低能量的支持是可控和可通過UART或SPI。甚至像松下ENW-89835C1KF較低成本的解決方案，提供藍牙低能量僅功能，并且可以集成到一個設計為11下美元，比一個IC不了多少。另一個好處是，這些預認證的模塊試圖快速進入市場時節(jié)省時間和金錢。

隨著3G或4G服務，使無線網(wǎng)絡更加普遍部署的通信鏈路，用于連接廣泛部署的設備到云計算的潛力顯著增加。

在這里，例如，部分如德州儀器WL1835MODGBMOCT結(jié)合的表面貼裝的Wi-Fi和藍牙模塊，是值得細看。在這種情況下，藍牙可以充當較低功率匯集所有本地或磨損的設備，而無線網(wǎng)絡作為傳輸機制和從云。

蜂窩芯片組和模塊可以允許直接連接到無線服務提供商和無需聚集或Wi-Fi熱點。與手機芯片的問題是，市場是這樣的IC制造商通常不會涉及中低批量客戶。這使得模塊作為測試和開發(fā)的技術(shù)的方式。

像多技術(shù)系統(tǒng)MT100EOCG-H5-SP模塊可以作為蜂窩連接在你的聚合器，如果你的生產(chǎn)量得到足夠高，這些都可以通過自己的設計所取代。然而，請注意，認證為蜂窩設備可能是昂貴和耗時的和模塊的使用可以繞過此。有用的在這方面的多技術(shù)網(wǎng)絡產(chǎn)品培訓模塊“的蜂窩設備認證概述”。

綜上所述

雖然集成電子元件大多是自包含的，印刷和編織顯示元件，導線的能力，并能收獲到面料以自己的方式學習曲線。打印像射頻芯片和微控制器的某些高度集成的功能集成到服裝，但是，還沒有可行的，這些都將繼續(xù)作為獨立的元素現(xiàn)在。

無論PAN對細胞和潘到無線網(wǎng)絡連接是可能的，通過IPv6允許更多的唯一地址比以往任何時候，即使你的左手運動鞋可能很快就會有自己唯一的IP地址和云的存在。雖然傻的應用無疑將涌現(xiàn)，很多外設，傳感器和有用的保健和醫(yī)療設計也可以預期。

其中技術(shù)和協(xié)議將出現(xiàn)占優(yōu)勢的物聯(lián)網(wǎng)仍有待確定，但在此期間，正如本文所展示的，工程師們的工具，零件及配套材料，設計功能身打扮現(xiàn)在帶有螺栓固定的連接。