【图解】智能手环中的MEMS惯性传感器设计

发布时间：2014-10-23 阅读量：1809 来源: 发布人:

【导读】智能手环受到很多热爱时尚、运动，关注健康人士的追逐，这让智能手环显得非常的“高大上”。然而纵观各家智能手环产品，抛开外形设计不说，其实在功能上都大同小异。智能手环的关键功能——计步和睡眠检测都是通过一枚加速度计配合软件算法来实现的，本文将带你详细了解智能手环的MEMS惯性传感器设计。

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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。

接下来看看每款智能手环上传感器的具体设计。

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

图1 小米手环PCB板上有ADI的三轴加速度计ADXL362

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

图2 Fitbit Flex 智能手环PCB板上有意法半导体三轴加速度计LIS3DH

再看看Jawbone的UP智能手环。Jawbone是较早进入智能手环的厂商之一，两代UP智能手环在市场上也非常流行，两代UP智能手环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。

图3 Jawbone两代UP智能手环PCB板上有Bosch三轴加速度计BMA222EF

以精致外形俘获不少用户的Misfit Shine智能手环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。

图4 Misfit Shine智能手环 PCB板上有意法半导体三轴加速度计LIS3DH

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。由于整个智能手环做成弧形，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。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。

图5 Nike FuelBand智能手环 PCB板上有意法半导体三轴加速度计LIS3DH

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。

图6 Bong一代PCB板上有意法半导体加速度计LIS3DH

除了我们已经拆解的这些智能手环和智能腕带们，其实市面还有很多的智能手环。由于智能手环方案简单，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，作为下一代的便携设备，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。无线通信设备测试解决方案

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