可穿戴的“必争之地”:智能手表

在智能手机白热化市场态势的驱动,可穿戴设备市场已经由智能手表、智能手环和TWS耳机三分天下,其中智能手表市场更是开闸放水,成为各终端厂商新的“必争之地”。
健康不仅仅是健身自拍和微信晒步数,民众对健康认知的改变暗藏巨大空间。可穿戴设备正在以数字方式让人们自我量化健康态,正在潜移默化地颠覆人们的生活。
在整个数字科技革命并不算长的历史进程中,有一条公认的规律,一旦有足够多的开发者参与进来,就可以形成一个成熟的市场。一旦市场变得饱和,开发者就会开始设法给自己的产品带来差异性,进而引发领域垂直细分大趋势。可穿戴市场也是经历了这样的发展历程。
2009 年 Fitbit 推出那个经典的衣服夹子一样的 Fitbit Tracker 的时候,并没有想到会开启接下来十年的可穿戴设备市场。这个市场从硅谷精英的手环玩物开始,时至今日的“飞入寻常百姓家”的手环、手表,已经完成了功能跨越。从运动监测到短信和电话提醒,从玩游戏、在线教育到畅游互联网,可穿戴设备日益让人们感受到科技的魅力。而Wi-Fi、智能蓝牙、NFC和GPS等高效的无线连接设计也降低了可穿戴设备在处理能力和电量等方面的需求。医疗卫生、信息娱乐、运动健康是热点;人机接口(语音、体感)、传感(骨传感、人脸识别、地理定位、各类传感器)功能必不可少。智能手表、运动手环、可穿戴医疗智能设备占据了大部分市场份额,而智能眼镜、智能衣服等也呈增长态势。
手表、手环、TWS耳机三分天下
可穿戴设备品类逐渐聚合、产品技术渐趋成熟、用户体验不断提升、价格下降以及各大厂商的积极投入研发,令可穿戴设备发展进入井喷期。
根据国际数据公司(IDC)旗下的全球季度可穿戴设备观察发布最新数据,2019年第四季度全球可穿戴设备出货量增长82.3%,达到1.189亿部,2019年全年可穿戴设备出货量达到3.365亿部,其中苹果小米三星出货量位居前三。

而2019年第四季度中国可穿戴设备市场出货量为2761万台,同比增长25.2%。基础可穿戴设备(不支持第三方应用的可穿戴设备)出货量为2227万台,同比增长22.1%,智能可穿戴设备出货量为534万台,同比增长40.0%。2019年全年中国可穿戴设备市场出货量9924万台,同比增长37.1%。

相对于不断下滑的智能手机市场,中国可穿戴设备市场保持着高速增长的趋势。从品类分布来看,可穿戴设备呈现出“三分天下”的局面,手表、手环、耳机产品占据了超过90%的市场份额。
智能手表炙手可热
5G大踏步地到来,打开了万物互联的物联网时代,更多人工智能产品将成为生活标配。未来将是5G与物联网碰撞的时代,可穿戴设备将迅速普及,成为人工智能的重要节点。智能可穿戴设备中,智能手表最为炙手可热,在消费者对健康管理的迫切需求下,智能手表处于高速发展期。
Strategy Analytics近期发布的2020 年第一季度全球智能手表出货量报告显示,全球智能手表出货量从 2019 年第一季度的 1140 万台增长到 2020 年第一季度的 1370 万台,同比增长 20%。依据Gartner早前关于全球可穿戴设备报告指出:消费者对智能手表这一项支出,由2018年124亿美元,增长到2020年228亿美元,年复合增长率高达36%。

超过70%的潜在用户在选购智能手表时会考虑产品健康监测功能的完善程度,在所有功能中关注度排名第一。今年新冠肺炎的爆发再一次加深了消费者的健康意识,智能手表获得了消费者更多的关注。
智能手表具有方便携带、离人体近、能够快速感知人需求等众多优点,结合大数据、物联网、人工智能技术,实现真正的人机交互。未来智能手表将成为人与其他物品互联的重要关键节点,通过语音交互,同时构建虚拟键盘和虚拟大屏等诸多方式实现输入输出,形成一个人体联网的世界。
智能手表是更好的数据入口。手表的功能丰富且佩戴时间更长,作为流量的入口是仅次于手机的第二选择。智能手机对于客户数据的抓取只限于位置、消费等传统数据。而通过智能手表可以形成一个健康运动的大数据体系。数据的二次加工和利用,将会为终端厂商提供更多价值。
目前大部分智能手表还是扮演着智能手机配件的角色,能够运行的第三方应用数量较少。同时用户也需要智能手表能拥有一定程度的独立性,拥有独立通话、独立运行程序等功能。随着电源问题、容量存储问题、虚拟宽屏问题等得到解决,智能手表的独立性将更强,并有望实现智能手机的所有功能,成为一块功能完备的可取代智能手机的独立智能设备。
智能手表将成为各终端厂商新的“必争之地”,成为各智能终端生态中重要的组成部分。
智能手表的设计痛点
前景虽然可观,然而智能手表的发展并非是一帆风顺,很多痛点依然存在。
首先,功耗和续航能力差强人意。受限于外形和重量的原因,目前的智能手表无法配置更大容量的电池,续航能力不足,需要频繁充电。很多高端的智能手表每天至少需要充电一次才能保证设备的正常运行,这极大的影响了用户体验。
IDC和GMI的研究一再表明,电池续航时间已成为消费者购买电池供电式便携产品的第一考虑因素。典型锂聚合物充电电池的容量只有40~100 mAh。在此情况下,要为包含多个传感器的可穿戴设备供电几天时间,意味着需要降低系统所有部件的功耗,包括传感器、系统、通信硬件和软件。
其次,信息安全保障存在隐忧。随着可穿戴设备收集越来越多的敏感信息,并逐渐成为全面的数字自我,隐私和数据安全将变得至关重要。特别是在涉及医疗数据的情况下,消费者将要求最高级别的数据安全保护,这将成为影响购买决定的关键因素。
因此,数据的存储和传输都必须有安全保障。第一代联网可穿戴设备大多依靠其所选择连接技术的内在安全协议,比如蓝牙低功耗。最新版本的蓝牙标准(蓝牙4.2)提供更高的安全性,但由于蓝牙设备的数量巨大,安全算法被黑客攻破的风险始终存在。
再次,人机界面交互不顺畅,UI体验欠佳。如何在2英寸见方的屏幕中为佩带者提供更舒适的体验成了当下需要解决的问题。

最后,价格居高不下。所有的可穿戴设备对成本都非常敏感,可以说,成本在很大程度上决定着可穿戴设备的市场接受度与拓展能力。
STM32WB释放“无线”创新力
ST的全新一代高性能双核蓝牙BLE SOC — STM32WB55系列为智能手表提供了理想的GUI图形界面解决方案,在UI设计、功耗、成本、安全等诸多方面带来了新亮点。
更美的UI体验。如何在2英寸见方的屏幕中为佩带者提供更舒适的体验成了当下需要解决的问题。STM32WB55 可以流畅地处理复杂的图形界面,实现这一流畅操作的幕后英雄就是TouchGFX。TouchGFX 是独特的针对资源有限的智能硬件的图形用户界面(GUI)软件框架。作为 STM32 的高端图形解决方案,TouchGFX 可帮助用户挖掘 GUI的潜力,让开发者创建更为复杂的图形用户界面,以最小的资源和功耗,使嵌入式产品拥有媲美手机界面的图形处理能力和流畅的动画效果。










成本更低。所有的可穿戴设备对成本都非常敏感。可以说,成本在很大程度上决定着可穿戴设备的市场接受度与拓展能力。ST在2019年重磅推出双核多协议无线STM32WB微控制器。STM32WB55微控制器最先问世,其双核是主频为64 MHz的® Cortex®‐M4核心(应用处理器)和主频为32 MHz的Arm® Cortex®‐M0+核心(网络处理器),支持Bluetooth™ 5和IEEE 802.15.4无线标准。这两个完全独立的核心使该创新型架构得以最优化地支持实时执行(与无线电相关的软件处理)、灵活的资源使用和电源管理,从而实现更低的BOM成本和更好的用户体验。

功耗更低。受限于外形和重量的原因,目前的智能手表无法配置更大容量的电池,续航能力不足,需要频繁充电。很多高端的智能手表每天至少需要充电一次才能保证设备的正常运行,这极大的影响了用户体验。STM32WB55系列产品STOP2模式下,RAM数据全部保存,RTC正常计时,系统最低功耗只有2.1uA,全速运行时,在使用SMPS给核电压供电的条件下,系统功耗仅为53uA/MHz。STM32WB55系列包含很多种通信功能,包括实用的无晶振USB 2.0 FS接口、音频支持、LCD驱动、触摸感应、多达72个GPIO、用于优化功耗的集成SMPS和多种低功耗模式以最大限度地延长电池寿命。

更加安全。随着可穿戴设备收集越来越多的敏感信息,隐私和数据安全将变得至关重要。STM32WB55系列还包含嵌入式安全硬件功能,如256位AES硬件加密、PCROP读写保护、JTAG熔丝位、采用椭圆曲线加密引擎的公钥加密等。
STM32WB55还具有出色的通信兼容性、稳定性和灵活的无线连接能力。它符合Bluetooth™5认证,支持Mesh 1.0网络和多种配置文件,可灵活地集成专有BLE栈。通用的IEEE 802.15.4 MAC层确保STM32WB55可以运行专有协议或栈,包括ZigBee和Thread低功耗Mesh网络协议,为设计人员提供更多将设备连接到物联网(IoT)的选项。产品可以使用不同的软件实现不同架构BLE、ZigBee自由切换, 一颗芯片可以通过时分复用做成BLE + ZigBee形式。
STM32WB55系列MCU主频为64MHz, 射频内核主频为32MHz,内部FLASH最大可以支持1MB, 内部RAM最大支持256kB。芯片封装方面提供了QFN48, QFN68, WLCSP100,BGA129,方便客户在不同应用中选择不同封装。
