7.1   可穿戴设备的基础

        顾名思义，可穿戴设备就是指穿戴在身上的设备，因此，比起单独使用前面说的那些设备，可穿戴设备能够令服务更加贴近人们的生活。如果你想率先实现物联网服务，那么就可以选择使用可穿戴设备。
        话虽这么说，可穿戴设备种类繁多且用法多样，要想系统地了解它们需要花费很多时间。如果各位读者想把可穿戴设备连接到自身的物联网服务上，或是想制作一个新的可穿戴设备，那么通常会被下面的问题难住。

        ● 可穿戴设备都有哪些种类
        ● 应该用什么样的可穿戴设备
        ● 应该怎么用
        ● 使用可穿戴设备都能做什么

        本章将会为大家解答这些问题。

7.1.1 物联网和可穿戴设备的关系

        谷歌眼镜等可穿戴设备是构成物联网的众多设备中的一种。可穿戴设备能够将穿戴者及其周边状况作为物联网的一部分来处理。
        例如，使用可穿戴设备能够记录穿戴者的健康状况、运动后的运动量、本人看到的事物及听到的事物。要想提供如此贴近人们生活的物联网服务，可穿戴设备无疑是最合适的选择。
        如图7.1 所示，可穿戴设备和以往介绍的传感器等设备相同，都被认为是物联网设备的一种。其中，人们还将一些可穿戴设备跟智能手机和平板电脑划等号，将其看作能进行“感测”和“反馈”的设备。

        只要采用了可穿戴设备，物联网服务就会分析设备获取的信息，把分析结果再次返回给可穿戴设备。也就是说，物联网服务会使用可穿戴设备感测穿戴者的状态，以各种各样的形式把状态反馈给穿戴者。可穿戴设备能对人们的生活起到帮助作用（图7.2）。

可穿戴设备的出现

        既然明确了可穿戴设备在物联网中的定位，那么下面就该把关注的焦点转向可穿戴设备本身了。
        话说回来，到底什么样的设备才叫可穿戴设备呢？按照人们的预期，可穿戴设备是像智能手机和平板电脑这样被称作智能设备的新一代移动电脑（图7.3）。虽然也有人将可穿戴设备仅仅解释为具备智能设备的功能且能够穿在身上的物品，不过本书则将可穿戴设备视为和物联网相关，但性质完全不同的另一种设备。

        可穿戴设备指的是“穿戴在身上的设备”，这点毋庸置疑。但是这里的“穿戴在身上”指的是穿戴的设备能理解“何时”“何地”“何人”“何种状态”等信息。
        本书认为，能理解穿戴者及其周围的“语境”（context，例如要去干什么，是醒着还是睡了等），并适当地通过信息提示和预警等手段来进行反馈的这类设备是可穿戴设备。
        此外，可穿戴设备基于对至今种种语境的理解来向穿戴者执行响应和反馈，因此如果能将其加以灵活运用，就能起到扩展穿戴者的体能和感测能力的作用。打个比方，假设我们正在逛商场，想买件衣服。在这种语境下，智能眼镜（下文会介绍）等可穿戴设备会帮助识别我们正在挑选的衣服，显示该件衣服在其他店的价格以及其他用户对该衣服的评价等信息。除此之外，可穿戴设备还能将用户日常的传感器数据发送给健身房教练，帮助用户从教练那里获得一些用于改善日常生活的建议和反馈。
        像这样把可穿戴设备加以灵活运用，就能够提供与穿戴者的语境相符合的物联网服务（图7.4）。

7.1.2 可穿戴设备市场

        可穿戴设备并不是一个全新的概念，从前在小说、漫画、动画等作品中就出现过众多可穿戴设备，例如佩戴眼镜型设备来瞬间读取信息，将设备佩戴在耳朵上进行通话和收发信息操作，等等。当然现实世界也没有落后，全世界的研究机构也在不断试图将可穿戴设备商品化，例如NTT DOCOMOA 就在2000 年年初向世界展示了手表型的PHS（PersonalHandy-phone System，个人手持式电话系统，俗称小灵通）终端。那么为何近年来，大量的实用型可穿戴设备会如洪水泛滥之势涌现，而且可穿戴设备的市场会不断地形成与完善呢？在这里我们应从两方面来分析这股洪流，一是设备，二是围绕设备的环境，下面就分别从这两个角度看一下。

设备方面的进步

        首先从设备角度看，其进步有如下3 个大的方面。

        ● 零件往小型化和省电方向发展
        ● NUI
        ● 与智能设备联动

零件往小型化和省电方向发展

        随着以智能设备为代表的先进嵌入式设备的普及，设备零件逐渐往小型化和省电方向发展（图7.5）。一方面，半导体开发商通过提升半导体制造工艺的精细度，逐步推动零件往小型方向发展，与此同时，人们还在设计中加入省电的构想，试图用极少的电量来长时间驱动设备。这样一来，就从整体上延长了可穿戴设备的运行时间，使其到达了实用水平。另一方面，零件的小型化不但能延长运行时间，又因为设备穿戴起来舒适且毫无违和感，所以设备上能够集聚众多零件，换句话说就是能够为人们提供多种多样的功能。
        但是电池本身相对于电源容量而言还不够小，具备很多功能、耗电量很大的可穿戴设备，就不得不考虑到电池的消耗问题了。

NUI

        不像键盘和鼠标，大多数可穿戴设备都没有一个可以用于操作设备的用户界面。因此为了实现对可穿戴设备的复杂操作，用户需要使用跟以往不同的用户界面。
        出于上述原因，NUIC 日益发展起来。NUI 包含的技术有：通过语音识别技术来使用语音控制设备的技术，以及凭借转动身体某部分来实现设备控制的手势等（图7.6）。这些技术已经发展到能在可穿戴设备这样的小型机器上运行，而可穿戴设备的操作也渐渐往实用化方向发展。

与智能设备联动

        如今很多可穿戴设备都能与智能手机和平板电脑等智能设备进行联动。通过结合智能设备的功能，人们就能使用可穿戴设备进行感测并简单地显示感测的结果。
        与智能手机联动在很大程度上扩展了可穿戴设备的用途。这类智能设备能辅助可穿戴设备，它们的普及成为了推动可穿戴设备浪潮的一股强大的助力。

运动跟踪器市场的形成

        从围绕设备的环境这个角度来看，可穿戴设备还形成了运动跟踪器市场，可以测量穿戴者的活动量。
        运动跟踪器是一种能测量使用者的睡眠时间、行走步数、运动时间等活动量的可穿戴设备（图7.7）。该设备的市场以美国为中心，正不断向海外扩展。

        这种实用型可穿戴设备的出现推动了其他可穿戴设备的普及。

7.1.3 可穿戴设备的特征

        可穿戴设备的特征都有哪些呢？使用者可以通过查看可穿戴设备具备的功能和传感器来了解它能做什么，以及能获取什么样的信息（数据）。
        虽说统称为可穿戴设备，但可穿戴设备也分很多种。在了解详细的分类之前，我们先大体上看一下可穿戴设备具备的功能以及传感器。

具备的功能

        首先来确认一下可穿戴设备都具有哪些功能。
        主要的功能如表7.1 所示， 可总结为3 类， 即“向设备输入信息”“接收设备发来的反馈”以及“其他功能”。

        可穿戴设备的种类不同，具备的功能也不同，但与输入相关的主要包括3 种功能，即摄像头、语音识别和手势控制。
        可穿戴设备的摄像头和智能手机的不同，人们不需要用手去选择这项功能，只要想拍，就能立即拍摄图像和影像。
        除此之外，使用者还能让可穿戴设备对拍摄下的结果进行图像识别等操作。比如用可穿戴设备识别摄像头捕捉到的人脸和QR 码，就可以用这些图像来触发下一步操作。

配备的传感器

        可穿戴设备能够借助配备的传感器来感测穿戴者的心跳和动作信息，还有些可穿戴设备能够通过GPS 来确定穿戴者的当前位置。如表7.2 所示，我们对可穿戴设备上配备的一些典型的传感器进行了总结。

        除了前面这些典型的传感器，还有一些传感器具有可穿戴设备的独有特色，如表7.3 所示。

7.2   可穿戴设备的种类

        可穿戴设备种类多种多样、五花八门，下面我们就来一起看看到底都有哪些种类，这些不同种类的设备又分别有着什么样的特征，同时也来看一下该如何根据想要实现的物联网服务来选择可穿戴设备。

7.2.1 可穿戴设备的分类

        可穿戴设备没有什么专门的分类方法，本书按照“穿戴位置”“设备形状”以及“互联网连接方式”将其分成了3 类。这样一来，就比较容易选出符合物联网服务的设备了。
        首先来介绍一下每一类的概要，之后再为大家分别细讲。

穿戴位置

        通过在身体的特定位置穿戴可穿戴设备，不但能够感测自身的身体数据及周边环境数据，还能把特定功能（显示数据、拍照摄像等）吸纳为身体的一部分。因此根据要感测的数据和功能用途不同，可穿戴设备的穿戴位置也不同（图7.8）。

头部和面部

        戴在头部和面部上的设备包括佩戴在头部的头巾和头带类设备，架在眼前的眼镜型设备和头戴式显示器等。这些设备有的用于测量脑电波和心跳，有的用于在显示屏上显示信息。

手臂

        戴在手臂上的可穿戴设备包括时钟型智能手表和腕带型设备。这些设备大多能够测量人的脉搏，以及行走步数和睡眠等活动量。此外，还有能够穿戴在上臂的臂环型设备。

全身

        可穿戴设备还包括衣服型设备，这种设备可以穿于全身，衣服的纤维浸染了具有传导性的化学物质，用于心电测量。因为单使用传感器只能获取数据，所以在使用这种设备时要另外增设一台发送设备用来向外部发送数据。

脚

        穿在脚上的设备还包括以铺在鞋底的鞋垫型物件为传感器的设备，以及以鞋本身为传感器的设备。此外，市面上还出现了装在鞋上使用的设备。

其他

        其他类型的可穿戴设备还包括戴在手指上的指环型设备，这类设备可通过感测手和手指的动作来控制其他设备。
        综上所述，即使设备的用途相似，穿戴的位置也不尽相同。因此需要使用者根据用途来选择穿戴位置。

设备形状

        当今可穿戴设备的主流形状大体上能够分为3 种（图7.9）。

        ● 头戴式显示器（以下称为HMD 型）
        ● 手表型
        ● 饰品型

HMD型

        HMD 型设备是一种架在眼前使用的可穿戴设备，大体上可以分为两种：呈眼镜样式的“眼镜型”和完全挡在眼前的“护目镜型”。
        眼镜型主要是为穿戴着它进行操作或是来回走动时设计的，而护目镜型会完全遮挡住穿戴者的视野，所以多用于娱乐和游戏场合。
        眼镜型还分为只有一边有显示屏的单眼型，以及两边都有显示屏的双眼型。7.2.2 节会介绍眼镜型可穿戴设备的具体特征和用途。
        HMD 型除了包括单独配备操作系统的智能眼镜以外，还包括与PC等设备相连接从而作为显示屏使用的设备。

手表型

        手表型设备配备中型（2 英寸～ 3 英寸）显示屏，是一种佩戴在手腕上使用的可穿戴设备。该设备跟手表形状相同，其显示屏有呈四边形的也有呈圆形的。
        很多手表型产品都跟普通手表一样带有表冠或侧面按钮，一按即可开关显示屏或变更显示界面。

饰品型

        对应各种各样的用途，也出现了五花八门的饰品型可穿戴设备，不过当今的主流是腕带型设备。
        腕带型设备和手表型一样，都是缠在手腕上使用的可穿戴设备，但没有配备中型显示屏。然而为了给穿戴者发送某些通知或显示某些信息，该类设备大多配备极简单的LED 显示屏、LED 灯和振动器等。
        其他饰品型设备还包括前文提到过的指环型设备，除此之外还有硬币型、项链型、手镯型、脚镯型和头带型设备。

互联网连接方式

        虽然有些可穿戴设备能够单独离线使用，但大部分设备都是要连接互联网来传输信息的。信息的收发方包括穿戴者持有的智能设备或PC，以及用于实现物联网服务的云服务和Web 服务。
        想要把可穿戴设备连接到互联网服务，就需要通过互联网来实现通信。下面来看一下可穿戴设备是通过哪些方式连接到互联网的。
        大致上有3 种方式能够将可穿戴设备连接到互联网（图7.10）。

        ● SIM 卡（4G/5G/LTE 通信）
        ● Wi-Fi 模块
        ● 热点

SIM卡（4G/5G/LTE通信）

        这是一种通过往可穿戴设备中插入能够连接到移动电话网络的SIM卡，来实现4G.5G/LTE 通信的连接方式。使用这种连接方式，就能单独将可穿戴设备连接到互联网，只要使用者位于能接收到移动电话信号的地区，就可以实现通信。
        但是采用这种通信方式时，通信模块会导致设备大量耗电，不太适用于电池容量有限的可穿戴设备。

Wi-Fi模块

        这是一种利用可穿戴设备搭载的Wi-Fi 模块连接到无线LAN 接入点，从而连接到互联网的连接方式。
        虽然在传输大量数据时，该方式能实现高速传输，但也跟3G/LTE通信一样，存在传输时大量耗电的缺点。

热点

        这是一种通过智能设备把可穿戴设备连接到网络的连接方式，这种连接方式一般称为热点。
        通常情况下，人们会利用Wi-Fi 或蓝牙来实现可穿戴设备与智能手机的通信。尤其在蓝牙技术中，有一种既省电又能实现高效率传输的BLE 技术，该技术已经成为蓝牙领域的主流技术。
        用BLE 可以节省连接可穿戴设备与智能设备时所需的电量，然后再通过智能设备用4G 或5G 通信将可穿戴设备连接到互联网。
        除此之外，还有很多能在离线状态下使用的可穿戴设备，智能眼镜就是一个例子。智能眼镜和智能手机同样有着几GB 至几十GB 的存储空间，因此能够保存在离线状态下输入的数据（照片和影像等）。
        有些可穿戴设备还会采用其他连接方式，比如将可穿戴设备插入PC 的USB 端口中，把数据传送给PC，再通过PC 发送给互联网。

7.2.2 眼镜型

        接下来一起看一下可穿戴设备的“设备形状”中具有代表性的3 种类型（眼镜型、手表型、饰品型）以及它们各自的特征和主要用途。
        首先从眼镜型开始讲起。眼镜型可穿戴设备是搭载在Android 等操作系统上运行的，这些设备普遍被称为智能眼镜，通常是看着眼前的显示屏来进行操作的。智能眼镜产品的规格大约相当于前两代智能手机的水平。

特征

        根据其开发商和销售商不同，不同的智能眼镜有着不同的固有特征，不过大体上有几个特征是相通的（图7.11）。

用户独占显示屏

        大部分智能眼镜都在穿戴者的眼前位置装有显示屏，只有穿戴者一人能看到这个显示屏。在每次观看显示屏时不需要从口袋或者包中取出设备，在不占用双手的状态下就能马上确认显示屏显示的内容。又因为显示屏跟穿戴者的视线在同一方向上，所以穿戴者轻微移动视线就能确认显示内容。
        根据开发商不同，智能眼镜的显示屏分为透视型和非透视型，以及双眼型和单眼型。
        透视型显示屏能隔着显示屏显示的内容看见景色（图7.12）。而非透视型虽然看不到显示屏和目光延长线上的物体，但显示屏显示内容的可见度很高。

        另外，显示屏还分为只有单眼能看见显示屏的单眼型，以及左右眼都能看到显示屏的双眼型（图7.13）。

        单眼型显示屏虽然只遮挡了穿戴者一半的视野，但穿戴者的视野与实际看到的显示屏的宽度有关，所以单眼型显示屏的视野并不宽广；而另一方面，双眼型显示屏虽然遮挡了穿戴者大部分的视野，但能保证穿戴者有一个宽广的视野。此外，通过使用左右两个显示屏，双眼型显示屏还能显示3D 图像和影像。

免提操作

        有的智能眼镜通过按钮和触屏实现操作，还有的通过语音和手势来实现操作，例如穿戴者可以用语音启动摄像头并拍摄照片，或是通过眼睛眨动来按下摄像头快门。除此之外，智能眼镜还配备了各种传感器，因此还可以使用加速度传感器来进行操作。
        有些设备安装有语音和手势控制功能，有些则没有。另外，我们还能够把这些免提操作当成应用程序的一部分来单独开发。

摄像头跟随视线方向

        智能眼镜的显示屏附近配备与穿戴者视线方向一致的摄像头，能够从穿戴者的视角拍摄照片和影像。此外，穿戴者还能够用这台摄像头把自己看到的东西与他人进行远程分享。

基于Android的操作系统

        市面上的大部分智能眼镜都配备由谷歌公司提供的面向智能设备的移动平台Android 操作系统。
        虽然在开发智能眼镜时需要考虑到没有触摸屏、显示屏较小、分辨率也不高的因素，但在技术上可以利用Android 积累起来的资本。有些智能眼镜还能直接使用智能手机的Android 应用。

用途

        智能眼镜有很多功能，因此应用范围也十分广阔。下面来看一下它的几项用途，其中还包括智能眼镜独有的用途（图7.14）。

实时确认通知

        使用智能眼镜时，能够用眼前的显示屏马上确认手机或联动的服务发来的通知。如果是以往的智能设备，当接到某个通知时，需要从口袋或包里取出设备并打开显示屏才能确认通知内容，然而智能眼镜却不用那么麻烦。通知一来，只要看向眼前的显示屏就能立即确认通知。这样一来，在忙于某项工作而两手腾不出空时也能确认通知。

智能设备的分机

        通过与智能设备联动，可穿戴设备也能被用作智能设备的分机。例如可在免提的状态下用智能眼镜响应别人打到智能设备上的电话。

增强现实

        AR（增强现实）技术把显示屏上的信息与现实世界的物体重叠，这项技术也能用在智能眼镜上。打个比方，假设用配备AR 技术的智能眼镜看某个物体时，智能眼镜就能识别物体（或是物体上附带的标识等），在显示屏上一并显示物体及其相关信息（图7.15）。

        有两种将物体及其相关信息一并显示的方法，一种是视频透视方式，也就是把物体跟智能眼镜的全方位摄像头所拍摄下的影像重叠在一起显示；另一种是利用透视显示器来使信息和现实世界的物体重叠。
        想实现AR 技术，除了需要准备一台可穿戴设备，还需要利用一个叫作ARToolKit 的库来另外生成一款用于实现AR 的软件。 

共享眼中的图像和影像

        智能眼镜前面安装有与穿戴者视线方向相同的摄像头，能够拍摄下穿戴者眼中的照片或影像。
        用穿戴者的第一人称视角来拍摄图像和影像，再通过网络实时共享给物联网服务，这样就能记录下穿戴者进行的工作以及拍摄时的状况。

7.2.3 手表型

        手表型设备是戴在手腕上使用的手表型可穿戴设备，普遍被人们称为智能手表，该类设备和手表一样都有表盘，表盘上能够显示各种信息。
        手表型设备分成两种，一种是能在表盘上显示所有信息的全屏型设备，另一种则是普通手表的一部分表盘被改造成了显示屏。
        由于手表型设备的组成零件和智能手表很相似，所以有很多开发商在对其进行开发。开发商不同，设备的功能也有所不同。例如重视运动和健康管理的智能手表就配备了应用了加速度传感器的计步器，有些设备的表盘内部还配备了用于测量心率的传感器。

特征

        不同开发商开发出来的智能手表都有其固有的特征，整体上来说，存在着如图7.16 所示的共同特征。

中型显示屏

        智能手表配备有一块1.5 英寸大小的显示屏。显示屏的形状呈四方形或圆形，虽然很多智能手表都采用表盘整体来作为显示屏，但也有一些只采用一部分表盘作为显示屏，这样就能在显示智能设备发来的通知时起到节省空间的作用。
        此外还有跟智能设备一样采用了触摸屏的智能手表，以及能够用按钮或表冠操作的款式。触屏型能够直观地进行操作，相对而言，按钮或表冠型则在用电量方面更占优势，比起触屏型智能手表续航时间更长。

丰富的通知功能

        虽然智能手表的通知功能和智能眼镜没有什么大的差别，但智能手表在通知时更着重于与智能手机的联动。在大多数情况下人们会将智能手表当作智能设备的分机，手表的佩戴者能够借助智能手表来处理在智能设备上收到的通知。

安装多种操作系统

        智能手表是全世界的开发商都在着手开发的一种可穿戴设备，其安装的操作系统也是多种多样，既有单独的操作系统，也有开源软件操作系统。然而，自可穿戴设备版安卓操作系统Android Wear 问世以来，大多数智能手表采用的都是Android Wear 平台。考虑到今后应用程序开发和扩展的简易性，使用像Android Wear 这样的标准化操作系统会更方便。

用途

        智能手表佩戴简单、显示屏大小适中。通过灵活应用这两个特点，人们研究出了多种多样的服务。另外还有一点算不上功能，但却是手表这种产品特有的特性，即能表现佩戴者的身份和时尚品味。反过来说，如果一款智能手表不够时尚，佩戴者就不会天天戴着。
        虽然智能手表也可以用来当智能手机的分机，不过接下来还是看看它都包括哪些具有代表性的用途。

用作简易的输入设备

        因为智能手表上安装有语音识别功能和中型显示屏，所以也被用作简单的文字输入设备。
        然而单凭语音识别功能很难识别所有语音并将这些语音转化成文字，而且由于显示屏大小限制，以及没有键盘，所以不适合输入大段文字。因此除了固定短语以外，在大多数情况下人们还是采用与其联动的智能设备来输入文字。

健身

        健身型智能手表配备了有传感器，以测量佩戴者的身体状况，起到促进健康的作用，尤其多被用作计步器和心率计使用。有一种用法就是根据心率来控制运动强度，从而提升减肥的效果，这令健身型手表越来越受欢迎（图7.17）。

7.2.4 饰品型

        最后要讲的是饰品型。本书将那些无法根据形状将其分类为眼镜型或手表型的可穿戴设备统称为饰品型设备。
        饰品型的设备多数是缠在手臂上使用的腕带型设备，这种设备的传感器体积小、重量轻，能够轻松测量穿戴者的运动状况和睡眠状况，因此大受好评。
        除了腕带型以外，还有头带型和指环型。形状比较特殊的还包括作为衣服来穿着的衣物型，以及佩戴在上臂测量肌电位的臂环型。

特征

        饰品型设备的形状各不相同，但都有几个共同的特征。

省电且能长时间利用

        饰品型设备大多数都配备了数种传感器，但没有配备用于确认所测量数据的高性能显示屏。即使带有显示屏，也不过只用来确认数字之类的数值而已，因此非常省电且能长时间利用。很多设备都是需要在日常生活中经常佩戴的，所以能长时间运作这点就显得非常重要了。

手势识别

        指环型和臂环型可穿戴设备都有利用内置传感器来识别手指和手部动作的装置。例如只要采用了内置加速度传感器，指环设备就能够识别用手指在空中写出的文字（图7.18）。臂环型则通过测定上臂的肌电位来识别佩戴者的手摆出了什么形状、做出了什么动作。

        但是对于手势识别而言，有个不容忽视的问题，那就是其精确度容易受环境和使用者的影响。

配备特殊传感器

        在饰品型设备中，根据穿戴位置和用途不同，有的设备还配备了特殊的传感器。
        例如，头带型设备就配备了用于测量脑电波的传感器。之前的手势识别的内容中也出现过能够测量肌电位的设备，此处的手环型设备内侧也安装有可以测量肌电位的特殊传感器，而且还有些设备配备了用于测量穿戴者心电图和心电波形的传感器。

用途

        饰品型设备的用途也根据开发商和其形状而大有分别。按照形状来看它们的用途，很难找出共同之处，因此这里我们着眼于这些设备使用的传感器，来看看其典型用途和其中的一些特殊用途（图7.19）

控制器

        借助设备内置的加速度传感器和肌电传感器来识别佩戴者的手势，识别出的手势结果能够用于控制可穿戴设备或是与其联动的外部设备。
        打比方说，把设备戴在手臂上并做出特定的动作，就能够播放与其联动的智能设备上的音乐。 

健康与健身

        跟智能手表一样，饰品型设备也安装有五花八门的传感器，可用于养生、健身、锻炼等。还有些饰品型设备上安装有智能手表上没有安装
        或是无法安装的传感器，这类设备则用于专业健身和养生的场合。

特殊传感器的各种用途

        测量特殊数据时我们会抛弃通用型传感器来选择特殊的传感器，考虑到传感器的特殊性质，它们各自也有其特殊的用途。
        例如，有这么一个用于骑行头盔的特殊设备，上面安装了震动传感器，当骑行者倒下时，设备就能检测到冲击，从而远程通知骑行者的家人。
        如果设备上配备能够测量心跳的传感器，那么就能分析心跳的频率和模式，防止卡车司机等驾驶员打瞌睡。
        前文出现过用于测量脑电波的传感器，这种传感器能够分析穿戴者的脑电波，将穿戴者的紧张程度、放松程度、注意力集中程度可视化。利用这些可视化数据能够掌握在哪些环境下学习效率好，或者把握学习时的状态等。
        特殊传感器还应用于医疗方面，如用摄像头拍摄血流量，从而测量摄取的卡路里。
        综上所述，因为饰品型可穿戴设备的形状、穿戴位置以及安装的传感器都跟智能眼镜与智能手表千差万别，所以人们期待着该类设备实现各种各样的特殊用途。

7.2.5 按照目的来选择

        结合前文涉及的所有可穿戴设备的特征，我们来探究一下选择设备时应该遵循何种基准。
        首先来看一下使用可穿戴设备的3 个典型目的，即

        ●显示信息
        ●控制设备
        ●感测

        以及其他各种使用方法，考虑一下这些目的之中都包含有哪些选项，以及选择设备时应该注意到哪点（图7.20）

显示信息

        用可穿戴设备在显示屏上显示信息时，有几点需要加以考虑（图7.21）。

眼镜型或手表型

        能够用于在显示屏上显示信息的设备，不是眼镜型设备，就是手表型设备。
        当没法动手查看信息时，就需要选择眼镜型设备。对手表型设备而言，即使佩戴者注意到了通知，也必须翻过手腕，在显示屏上查看通知内容才行。

显示屏的图像

        可穿戴设备的显示屏有单色和彩色两种。
        虽然单色显示屏只能用单色（一种颜色）显示图像，但显示屏耗电量少，有助于延缓电池衰老。
        而彩色显示屏能够用缤纷的色彩来显示图像和影像，能够表现丰富的内容，但耗电量要比单色显示屏大。

显示屏的位置

        因为手表型设备的显示屏在手腕外侧，所以在确认显示内容时需要把手腕翻过来，视线也需要看向手腕。
        而眼镜型设备的显示屏就在眼前，几乎不用移开视线就能确认显示的内容。然而实际看到的显示内容和现实世界的焦距对不上，无法一并查看显示屏和现实世界。
        另外，单眼型的眼镜型设备的显示屏位置在眼睛的正前方或偏上偏下的位置，因此我们需要考虑该把设备对日常视线的妨碍度降到多少更为合适。

双眼型或单眼型

        眼镜型设备包括左右两眼前都安装有显示屏的双眼型，以及只在左右任一眼前安装有显示屏的单眼型。
        双眼型适合于看大画面影像，但因为穿戴者所有意识几乎都集中在显示屏上，不适合要同时处理其他事情时使用。
        而虽然单眼型设备上不能有大屏幕，但因为不怎么遮挡穿戴者的视线，所以适用于一边做别的事情一边确认信息的情况。

透视型或非透视型

        眼镜型设备的显示屏包括能透过显示屏看到现实世界的透视型，以及与普通显示屏一样，看不到现实世界的非透视型，这两种都需要根据使用环境来区分使用。
        如果是透视型显示屏，因为能透过显示屏显示的信息看到现实世界，所以好歹能掌握周围的状况，但在明亮的场所（例如阳光下等）就容易因背景光线太强而造成能见度下降。
        而如果是非透视型显示屏，则会因为看不到现实世界而无法确认显示屏的另一端有什么，但是其能见度很难受到外界环境的影响。

视角

        眼镜型设备的显示屏很大程度上会受视角范围内的显示屏大小影响（图7.22）。如果视角很小，即便配备了分辨率很高的显示屏，实际能看到的显示屏也会很小，享受不到高分辨率，因此建议大家根据想要显示的内容来研究符合所需视角的设备。

控制设备 

        使用可穿戴设备控制设备本身或与其联动的设备时，主要有图7.23中的这些控制方法。控制前应根据控制设备的环境和条件来讨论采用哪种控制方法。

语音指令

        这是一种利用穿戴者的语音来控制设备的方法，穿戴者通过朗读特定的命令来执行控制。
        如果穿戴者处于无法手动操作设备的状况下，这种方法无疑很有效，而如果穿戴者身处的场所噪声较大，设备就无法正确读取穿戴者的语音，导致发生错误识别等问题，像这种情况就需要采用在噪声环境下也能使用的高性能麦克风，或是考虑采用别的控制方法。

手势

        这是一种利用穿戴者特定的身体动作来控制设备的方法。有数种方法能够让设备识别穿戴者的手势，典型的例子包括红外线摄像头、运动传感器、加速度传感器等。
        手势控制可利用的身体部分包括手指、手部以及头部等。当用手指进行控制时，穿戴者能够用手指描绘文字和图标来书写文字或进行操作。当用手部进行控制时，穿戴者用手做出翻幻灯片的动作就能够给计算机的幻灯片翻页，或者用手摆出射击的姿势就能够在游戏中开枪等。
        上述两种都是用手来实现手势控制的，而在穿戴者处于无法使用手的环境下，也有办法实现手势控制，即利用加速度传感器来感测头部的动作。其他的有特色的手势控制方法还有利用眼睛睁闭的眨眼控制，以及检测视线方向的眼球追踪等。

触摸面板、触摸显示屏

        可穿戴设备中也包括配有触摸面板和触摸显示屏的设备，由于触屏是一个用户已经通过智能手机和计算机等习惯了的动作，所以采用以上方法能够直观地进行操作。但是，这两种方法都需要用到手，所以若是双手都无法使用，就很难采用这两种控制方法。

感测

        方法能够直观地进行操作。但是，这两种方法都需要用到手，所以若是双手都无法使用，就很难采用这两种控制方法。

步数、活动量、睡眠时间

        大多数手表型和饰品型设备都能获取这类数据。但是由于每个开发商应用加速度传感器的方式不同，所以能测量的数值多少会有些差别。
        关于测量睡眠时间的产品很多，包括在穿戴状态下自动判断睡眠时间的产品，还包括需要手动切换到睡眠时间测量模式来进行测量的产品。还有一种产品对活动量执行了可视化，这样穿戴者就能够查看自己的活动量后再记录睡眠时间了。

心率

        一部分手表型设备，或是穿戴在胸前的饰品型设备，以及衣服型设备都能获取心率数据。
        戴在手腕上测量的设备则主要是从手表等设备的表盘内发出光线， 通过观测反射回来的血流流动情况来测量心率。

心电波形

        一部分戴在手腕上的腕带型设备，以及贴在胸前的设备，还有衣服型的设备都能获取心电波形数据。
        如果是贴在胸前的设备，则需要涂上凝胶状的物质以促进电流畅通。运动衫等衣服型设备由于紧贴皮肤，所以不需要涂抹。

脑电波

        使用头带型或头戴式耳机形状的设备，再加上特殊的传感器就能获取脑电波数据。
        因为脑电波是从头部发出的波形，所以如今还不能用其他形状的设备来测量，必须要采用穿戴在头部的设备。

身体特定部位的动作

        想测量身体特定部位的动作时，需要根据测量部位来选择设备。
        如果单纯只想测量挥手和举手等动作，那么用腕带型或手表型设备上的9 轴加速度传感器就能获取与动作有关的数据。
        至于握拳和弯曲特定的手指等动作数据，则可以通过在手腕上装上测量肌电位的传感器获取。除此之外，还可以用指环型设备上的加速度传感器来获取手指的运动等动作。
        想获取眼球运动和眨眼等动作时，需要利用眼镜型设备内侧的红外线传感器或眼球追踪摄像头。如果想获取细微的眼球运动或视线所在的方向，就必须使用眼球追踪摄像头。

其他

        在可穿戴设备的选择标准方面，前文着眼的是功能角度。而在选择设备时，除了功能以外还有几点需要考虑，这样一来，如果功能方面没什么问题可挑剔，也能从其他角度出发，选出合适的设备。

电池的容量及更换

        利用可穿戴设备时有一点一定要考虑到，那就是电池的容量，也就是电量。
        电池的容量和电池的大小呈比例关系，如果想要延长电池的续航时间，那么设备尺寸就会相应地增大。在选择可穿戴设备前，需要讨论设备都有哪些用途，设备需要连续运作多长时间，然后再进行选择。
        有些设备采用了可更换电池的模式。有些设备甚至能够在运行过程中更换电池，在这种模式下，可以在适当的时间更换电池，这样一来就能够控制设备本身的重量，同时令设备长时间运行。
        除此之外，还有一种对症疗法能够让设备长时间运作，那就是携带移动电源，可以一边从充电端口充着电，一边使用设备。

分离方式

        选择可穿戴设备时的重点就在于设备的操作性和电池的续航性能。因为可穿戴设备本身的特殊性质，所以设备上没有配备用于操作的键盘和鼠标，以及具备良好操作性的触摸显示屏。此外，大多数设备为了减轻重量而没有配备大容量的电池。
        针对这些难以在可穿戴设备上实现的问题，眼镜型可穿戴设备，即智能眼镜则将设备分成两个部分，即配备有显示屏和摄像头的眼镜部分，以及配备有电池、触控板、按钮的主体部分，这样一来就出现了能够一并解决上述两个问题的产品（图7.25）。

        ●为了让使用者能够长时间佩戴也不感到疲劳，是否应保持眼镜部分轻盈
        ●主体采用有线连接方式是否会引起不便

开发环境

        想用可穿戴设备开发应用程序时，有一点非常重要，就是是否存在开发应用程序的环境。
        对某些可穿戴设备而言，其开发商事先准备好了开发环境和SDK。例如有的开发商提供了用于制作程序的IDE，有的开发商则为现有的安卓应用程序开发环境提供了一个单独的库。开发商不同，情况也各异。
        在开发可穿戴设备的应用程序时，建议以开发环境的完善程度作为选择标准来进行研究讨论。 

7.3   可穿戴设备的应用

        前文为大家说明了可穿戴设备的分类和特征，以及该用什么标准来选择设备。本节将基于前文内容来介绍应该如何应用可穿戴设备，以及都有哪些应用程序能够帮助我们应用可穿戴设备。除此之外还将介绍一些应用情景，现在虽然还没有针对这些情景的应用程序，但人们期待着未来可以开发出相关的应用程序。

7.3.1 可穿戴设备的方便之处

        穿戴者通过应用可穿戴设备，能够享受到各种便利。那么可穿戴设备都有哪些方便之处呢？
        首先一点，“扩展了穿戴者的能力”。举个例子，设备通过“立即识别并查找眼中物体的信息，瞬间掌握物体的概要和用途”这种信息提供服务来“增强人的记忆力”。
        其次，用于掌握穿戴者自身状态的感觉器官也得到了扩展。打个比方，将可穿戴设备穿在身上，就相当于把各种传感器穿在了身上，这样一来就能够逐一获取穿戴者的身体信息。如果用设备上安装的摄像头拍摄下穿戴者周围的状况，那么还能鲜明且永久地保留穿戴者的视觉信息。
        因为可穿戴设备是时常穿戴在身上的设备，所以非常适合用来提示某些通知及信息。当智能手机一直放置在包中时，只要使用可穿戴设备就能无一遗漏地把那些发送给智能手机的通知，还有打来的电话通知给穿戴者。这里所说的通知在某种意义上可以理解成人类注意到某种事物的能力，也就是所谓的知觉扩展。

7.3.2 消费者应用情景

        接下来看看消费者是如何应用可穿戴设备的。
        有较多消费者使用可穿戴设备，特别是使用腕带型运动追踪器在物联网服务上进行健康管理。现在健康管理已经成了消费者们使用可穿戴设备的一个主要原因，不过若是智能手表和智能眼镜进一步普及，那么也可以有其他利用可穿戴设备的方法。

获取医疗数据

        使用可穿戴设备上的各类传感器能够获取穿戴者的身体信息以及周边的环境信息。现在人们已经能利用各种获取的数据来管理自身的健康以及辅助锻炼，预计未来还能够用物联网服务分析这些与人相关的信息，并把传感器数据应用到医疗领域（图7.26）。
        如果能把自己身体的相关数据与物联网服务联动，那么或许平日里也能接收医生等专家的诊断。此外，这些诊断结果还能起到代替体检的作用。如果能把可穿戴装备穿在身上，并定期向医疗机构和保险公司共享自己的健康数据，或许还能在续保时拿到折扣。
        然而，虽然生活越来越方便了，但一旦考虑到要应用这些医疗数据，必定有个问题会随之而来，那就是“要如何处理获取的隐私信息”。这个问题会受法律、个人的感情因素以及公众舆论左右。因此，虽然有很多技术问题需要解决，但更重要的是，还要考虑该如何解决这种社会性问题。

生活记录

        把使用可穿戴设备获取的各种数据存入物联网服务，就能将其用作记录穿戴者行动的生活记录。
        例如智能眼镜的前置摄像头能够按时间顺序显示定期拍摄下的照片，回顾特定的日子。此外，在物联网服务上分析传感器获取的数据并将这些数据可视化，就能够在回顾身体状况不佳的日子时，一并查看当时的行走步数和睡眠等数据。
        拍摄照片也会同样涉及隐私方面的问题。比如有些人就在争论是否可以不经过他人允许随便把他人拍进照片里等。

游戏

        要说到哪些应用程序既面向消费者又非常有前途，那就要数游戏领域了。
        作为体验型游戏的平台，代入型HMD 尤其引人注目，第三方开发者提供了各种各样的应用程序。
        此外，除了单独使用HMD 型设备以外，现在还能通过与其他感测设备联动来更真实地把自己的动作反映到游戏中（图7.27）。例如在手腕上戴上智能手表，利用智能手表上的加速度传感器检测手腕的摇动，将检测到的动作信息与HMD 内游戏中的挥剑动作相结合，就能够做出代入感更高的游戏。

导航

        如果智能眼镜的显示屏和视线在同一个方向，那么就能利用智能眼镜进行导航，来把自己从当前位置引领到目的地，这种方法也备受人们瞩目。如果能像车载导航那样，根据自身前进的方向（如果使用智能眼镜，那就是脸朝向的方向）来旋转眼前的显示屏上的地图，那么穿戴者就不会绕弯路，能够直接到达目的地（图7.28）。
        今后，通过在物联网服务中分析可穿戴设备能够收集到的人的位置信息、车辆的行驶状态，以及信号灯的状态，就有可能创造出一个更精确更灵活的导航系统。

7.3.3 用于企业领域

        可穿戴设备上配备有各种各样的功能，人们也期望能将其应用到企业领域。特别是智能眼镜这种能解放双手的设备，即使在无法使用双手的状况下也能操作设备。因此那些在无法使用双手的状况下还需要浏览与工作有关的信息的行业，如制造业和物流业，就对此类设备大有需求。
        如前所述，智能眼镜在企业领域需求量很大，下面来看看该类设备的应用实例。

辅助接待

        像企业接待或机场登机这类需要面对面地提供服务的场合，就可以灵活应用智能眼镜。
        当来访者到来时，智能眼镜能根据情况在自身附带的显示屏上确认来访者的信息。这一情景能够通过事先采用RFID 标签（Radio FrequencyIdentification Tag，射频识别标签）和Beacon 来核对已登记来访者的身份这种方法来实现。应用智能眼镜时，不必依赖人的记忆力也同样能够保证服务的品质。
        此外，通过智能眼镜前面的摄像头还能够识别顾客的相貌（图7.29）。当下用计算机还难以精确地判定“这个人是谁”，但以后很有可能做到对相貌的精确识别。

远程操作支持

        如果通过智能眼镜进行交流，还能够提供远程操作支持。让现场操作员佩戴上智能眼镜，并把看到的事物和状况远程共享给资深操作员就能在共享视野的同时获取关于操作的指示（图7.30）。

        通过资深操作员的远程控制，就能够让奔赴现场的操作员独自处理那些过去无法一人处理的工作。

操作训练

        智能眼镜前面附带有与视线方向相同的摄像头，利用它来记录下资深操作员的视觉影像，就能用来训练不熟练的操作员。
        不熟练的操作员可以用眼前的显示屏确认资深操作员的视觉影像，同时实际动手练习操作。操作过程中有些地方难以仅凭语言和图像表达时，操作员通过浏览视觉影像，就能够更直观地理解操作过程。

不需用手也能确认操作手册

        使用智能眼镜可以在修理和维护机械的同时确认操作手册，以往在浏览操作手册的时候都需要暂停一下手中的工作，而通过应用智能眼镜，不必停下手中的工作也能够高效率地确认操作手册等信息。

确保可追溯性

        在组装机械和加工食品时，有时会需要将操作结果拍摄下来，作为证据而保存。这样一来就确保了产品的可追溯性，之后如果发生什么问题，也能查出是在哪一步操作中出的差错。
        过去记录人员需要准备检查单来记录结果，并用数码相机拍摄存证。现在只要借助智能眼镜的摄像头和语音指令，操作员就能单独完成这些工作。

辅助挑选货物

        物流业和制造业都需要在仓库内把配送的物品或机械零件收集到指定场所，这样一来，就伴随着庞大的挑选工作。比如“运什么”“运多少”“从哪里运”“运到哪里”这些挑选工作需要的信息都需要使用手持终端读取条码，将信息显示到显示屏上并予以确认。
        现在是用专用的设备来进行挑选工作的，但预计在未来，使用智能眼镜的摄像头即可识别图像或从条码中读取需要的信息，并在眼前的显示屏上管理送货地址和货物数量等信息（图7.31）。