你與智能手錶還差一個知乎——由唯樂小黑3，帶你從工程師到消費者直擊智能手錶深度分析

引子：

前段時間聽聞pebble被fitbit收購，讓我不得不感嘆智能可穿戴行業經歷這幾年的瘋狂擴張和洗牌，現在已經進入到一個相對成熟的階段。

前段時間剛好入手了口碑不錯的唯樂小黑3。經過將近一個月的資料收集和體驗，今天終於借小黑3將我對這個行業的一些見解和看法較為系統地整理了出來，本人水平有限，如有不正之處，敬請指正。

第一次寫一個頗有深度和完整性的文章，思來想去，決定按照如下結構分析：

主線分

1.智能手錶發展歷史

2.硬體部分

3.軟體功能

4.行業分析

暗線將穿插於工程師角度和消費者角度，以不同視角來看，深入淺出。

智能手錶發展歷史

智能手錶簡史 始於1940--百度百家

當然，我不認為歷史能追溯到1940。甚至有網站把鼻祖放到了1914年。。。

我比較認同的是上世紀90年代末IBM開發的Linux Watch，此時智能化的雛形已經出現，當然這個時候由於市場和技術的制約，這類產品大多只會停留在實驗室階段。

只有當互聯網風口到來之時，智能可穿戴才得以煥發青春。我認為2012年是智能可穿戴設備元年，這個時候推出的產品才真正的進入人們的視野並可以有良好的體驗。

市場推動技術。短短几年時間，這塊的發展遠超人們的想像，但是卻好像永遠跟不上消費者的需求，我歸納這一階段（現階段）為需求驅動，技術革新階段。

過幾年再回首時，我希望我說的都能成為歷史。

我們都是歷史的見證人。

硬體部分：

1.MCU/SoC

拿小黑3為代表的（MCU解決方案）來講，

Apollo ARM M4F MCU——Ambiq Apollo512（這是我推測，不過可能性非常大）

參數特性

• 32-bit ARM Cortex-M4F processor @ up to 24 MHz, with FPU, and wake-up interrupt controller with 12 interrupts
• Up to 512KB flash, 64-KB low-leakage RAM
• 「Rich set of timing peripherals」
• Peripherals
  • I2C/SPI master;
    I2C/SPI; UART;
  • 10-bit, 13-channel, 1MS/s ADC

看到熟悉的I2C/UART/SPI,不得不說ARM的影響力真的是越來越大。單看參數的話,拿常用的A7來做對比。

Cortex-M4F（1.25DIMPS/Mhz）

A7架構的MT2601（A7是1.9DIMPS/Mhz）

性能差距並不大，由於ARM新出的m4系列新增單精度浮點運算能力，ADC採樣精度會高不少，這樣心率演算法上優化的空間就很大，功能也會有較強的擴展餘地。

功耗表現

• Voltage Range – 1.8 to 3.8V
• Power Consumption:
  • active mode: 30μA/MHz (executing from Flash)
  • sleep mode (with RTC on) – 100nA
• Packages – 64-pin BGA (4.5 x 4.5mm) with 50 GPIO, or 42-pin CSP (2.4 x 2.77mm) with 28 GPIO

通俗來講，就是在執行來自快閃記憶體的指令時，34μA/MHz功耗，140nA的平均睡眠模式電流。和上述官方參數出入不大，相比ARM 的SOC系列，比如A7架構的MT2601，又比如那華米的國產君正MIPS指令集（XBurst架構）的M200（全速功率150mW）。這塊MCU功耗表現相當強悍。

我翻了翻最近ARM和合作夥伴新出的幾款超低功耗的MCU，簡直喜人。小黑3採用的國產Ambiq Micro公司的Ambiq Apollo512。網上資料不多，其使用的亞閥值電壓是讓我眼前一亮的賣點：　

Ambiq Micro公司SPOT平台採用在亞閾值電壓(低於0.5V)下運作的晶體管，而不是使用一直在1.8V下 保持「開啟」的晶體管。該平台使用「關閉」晶體管的泄漏電流來進行數字和模擬領域內的計算，這項專利技術使用業界標準CMOS工藝來實施，克服了先前與亞閾值電壓切換相關的雜訊敏感性、溫度靈敏度和工藝漂移挑戰。

Ambiq Micro首席執行官兼總裁Mark Foley表示：「在過去幾年裡，微控制器的能效越來越高，但是無人能夠提供接近SPOT(Subthreshold Power Optimized Technology, SPOT) 平台所實現之功耗改進量級的產品。這項技術在過去二年已經於實時時鐘產品中得到驗證，現在則應用於Apollo MCU器件，提供了攜帶型設備設計人員一直夢寐以求的電池壽命突破。展望未來，我們預計半導體器件的功耗將會每兩年減少一半，而這一趨勢就從這裡開始。」

這裡說明的一點是，為什麼我選擇小黑3的MCU來說，其實我預料到會有很多人會質疑為什麼不拿蘋果表，moto360，ticwatch這類ARM-A系列平台的SoC。這就涉及到我對智能手錶的理解，我認為現階段智能手錶的首先保證的應該是可用性，續航就是首先考慮的，在電池技術還沒有質的飛躍的時候，提升功耗比和降低性能幾乎是唯一的選擇，這裡後面的電池方面還會提到。

對於消費者來講，ARM和合作夥伴推出的M4系列已經滿足開發智能手錶的性能要求，同時繞過了現有的電池瓶頸，可以說是目前最平衡的解決方案，這種解決方案目測未來幾年仍然會保持領先地位。

2.屏幕/人機交互

小黑3剛上市的時候，我猜測是夏普的8位色MLCD屏，不過發售後確認是JDI的，規格差不多，不過由於是全反射屏幕，陽光下亮度有巨大提升。

JDI和夏普同類產品參數對比

JDI具體參數

站在消費者角度，上述看不懂的參數能帶來多大的體驗的呢？

我帶著這塊手錶來到正午的陽光下，軟體顯示陽光直射情況下，照度超過了12Wluxes

手錶實際顯示效果

實際體驗中，陽光月強烈，屏幕越清晰，顏色飽和度越高，幾乎可以和16色或者32色的屏幕觀感想媲美了，不得不說，現階段做到全反射的這種效果，實際體驗已經比傳統LCD背光屏好了不少，還是那句老話，先問能不能看得清，再問能不能降低功耗，最後才是屏幕性能指標。

站在消費者角度來看，現在mlcd急需解決的是刷新率問題。在性能已經解決的M4解決方案中，屏幕刷新率是制約用戶體驗的一大因素。

3.心率模塊/健康監測模塊

不出意外，原相科技PAH8002動態心率量測感測器，參數如下圖：

官方規格：

產品特色以及相關信息

?高整合性– 整合CMOS Sensor,模擬處理/數字控制電路，發光二級管

?超小尺寸– 最小可達 3mm x 4.7 mm x 1mm

?高訊噪比- PAH8002僅須低成本單片式透明玻璃/塑料,可做動態心率偵測。

?膚色偵測補償機制,可偵測黑人（莫名笑點）

?低耗電流

?有彈性的介面 - I2C, 4-wire SPI, 2-wire SPI（看的我都想接89c51匯流排玩玩了）

?可提供參考設計套件，包含硬體、韌體、軟體和光學cover機構

?可提供原相軟體演算法包含運動心律偵測

目前國內廠商能拿出來的心率檢測最好的幾乎就是原相科技的這款解決方案，其主要實現了動態監測，加上雙綠燈和紅外輔助，檢測到並只有在皮膚、布料等物體遮擋才會開始工作，無遮擋或者金屬和塑料阻擋都會停止工作（可能是根據不同物體的反光率不同從而進行判斷）。

靜息時心率比較穩定，幅度感覺比HR要小一點，和我note5上心率感測器差不多。

原相這次的解決方案一大特色就是檢測動態心率，不會像小米手環2那樣一動就無數據。（據說現在優化了？我是不信，就小米那個解決方案，鬼信它能突破硬體級限制）另外，針對跑步等重複性運動，其會有統一的演算法糾正心率數據，精度和趨勢記錄方面表現不錯。

開啟運動模式後，app會調用手機的GPS信息，一併記錄步數心率等數據。GPS的定位精度因不同的手機而異，數據顯示形式:配速和距離圖表可以手動移動查看具體數值，步頻曲線以及心率區間數值這些，國外做到這些的並不多，能整合這麼多信息並將其表現出來，體現的是廠商對運動型消費者需求的理解深度。

圖為NOW2（NOW2不帶動態心率，最近天冷懶得跑步。。）

同樣，我作為消費者看來，現有的智能手錶大多賣點都在健康監測上。從fitbit charge HR到小黑3，我現在養成了每天早上醒來第一件事關閉手錶的鬧鐘，第二件事情就是查看昨日的睡眠情況和心率圖，小黑3和now2的睡眠記錄的入睡和醒來時間一般不會誤差超過5分鐘，非常准。另外心率也能看出許多門道，如果最近幾天沒有休息好，半夜心率波動一般較大，最低心率區間會明顯相比以前要高。

4.電池

目前智能手錶的尺寸下一般能塞進一塊300mah左右的鋰電就算不錯的，小黑3的電池是230mah，搭配恐怖的低功耗MCU，全功能續航超過24天，待機半年都沒問題。我認為現階段智能手錶的成熟可用的形態至少能保證5—7天全功能續航。手錶應該讓人感受不到他的存在，而不是時刻惦記著它的電量。

但是電池並不等於續航，一塊手錶來講耗電大戶主要是SoC和屏幕，除了這些還有一個常忽略的LDO(低壓降線性調節器)

拿Apollo-512的解決方案中的LDO--BL8064CB3TR33來說，這塊LDO性能指標並不算好，但是相比這塊超低功耗的MCU來說，這點不算什麼。但是如果使用的是高功耗的SoC和LCD屏，其LDO性能指標將會直線升高，不僅成本上升，而且功耗不一定會低。

拆開任何電子產品，放眼望去，幾乎所有元件都在吃電。電池問題已經成為智能可穿戴設備的頭號問題。

5.人機場景適應性

為什麼單獨開這一板塊來說說這個「人機場景適應性」。現階段，我發現許多產品並沒有很好的照顧到每個人群，每個情景之下。比如首當其衝的防水問題。目前幾乎所有的電子智能手錶都是IP級別防水，即使它聲明可以下水xx分鐘，說明書里一定還寫道（如因進水發生的故障不再報修之列），其實最多洗個手，防雨淋，許多人連洗手都不敢時間長一點，顧慮太多，完全違反了智能可穿戴設備的初衷。

想想當年fitbit下水洗個澡都小心謹慎的樣子，現在已經隨意洗澡游泳，這次小黑3的5ATM防水級別，戴著洗澡，游泳或者直接用洗潔精清洗機器都不成問題。而且洗澡時仔細看了看，果然有疏水疏油塗層，抗指紋和水滴效果明顯，下雨天也不怕看不清了。

仔細想想，這些解決了哪些情景？

1.洗澡 2.洗碗 3.游泳 4.下雨天幹活 5.高熱高濕環境。。。

手能到地方，為什麼智能手錶不能呢？

硬體小結：

附Ambiq Apollo-512低功耗MCU的智慧手環解決方案示意圖

目前智能手錶行業內都是集成的解決方案，主要看的是企業自己對市場的理解和對產品的定位，看準消費者的需求和現階段的技術掌控度就有可能會的暫時性成功。

我見過太多買過applewatch，moto，ticwatch然後玩了幾天就放在抽屜里落灰，這些人大多數是普通消費者，並不懂這高深的電子世界，他們就想要的，僅僅是他們想要的功能，甚至這些他們想要的功能都需要你去告訴他，然而現有的技術決定了，許多額外和體驗很差的功能反而會讓大眾對這類智能產品失望。

許多人不信我說的話，貼圖打臉

如何評價唯樂小黑3智能手錶？ - 智能可穿戴 - 知乎

軟體功能

1.APP/控制端

小黑3搭配的weloop這個軟體，進過幾次更新，交互性和顯示性有了很大的提高。主要功能如下：

我最服的就是推送，一條簡訊來了，居然比手機還早推送0.5s左右，算上硬體級傳輸延遲，這個情況讓我很吃驚，不知道是不是有監聽系統通知層的listener。

錶盤很多，應該開放了API，國內rtos做到錶盤API開源算是挺良心的了。

其他的一些功能比如久坐提醒，日程鬧鐘，音樂控制，天氣AQI之類就不贅訴了，在此硬體上，功能足以滿足大部分人的需要，並且也符合「大部分消費者需要你去告知他們你需要什麼功能」的市場觀念，同時也能提供較好的用戶體驗。

我使用的可穿戴設備這幾年看來，大多數廠商還在不斷探索更好的人機交互方式，曾經有將許多功能控制直接放在設備端的，自由度高了，體驗卻不夠好。現在越來越多的企業都將控制端放在了app上，其實也是不得已，這種app交互的手段其實註定了智能手錶只能作為手機的延伸，真正將「智能」融入「可穿戴」恐怕還需要好長時間。

行業分析

先看看一組數據：

IDC發布了2016年第三季度全球智能手錶銷量統計數據。數據顯示，2016年第三季度全球智能手錶出貨量為270萬部，比去年同期少了51.6%；2015年第三季度的智能手錶銷量為560萬部。

　　這不是全球智能手錶銷量的第一次下降了。根據IDC公布的2016年第二季度數據，第二季度全球智能手錶銷量為350萬部，比2015年第二季度的510萬台減少了32%。也就是說，這一季度的銷量下滑幅度比上一季度更大。

其實不難分析，最主要的原因就是你心中一直的疑惑——產品體驗滯後於消費者期待。

造成這種情況的原因，一是如我上面的分析的硬體還未能滿足消費者需求。二是智能手錶行業還處在一個「探索期」。智能手環也是如此，但是產品功能相對集中（其實主要是硬體限制）。但智能手錶由於進入的企業相對多元，並且這些不同領域的企業相互之間的跨度都比較大，最重要的是各自都代表著各自企業對於智能手錶的一種理解來打造智能手錶，這對於一個處於從0到1的產業而言，各企業的投入資源被過度分化，這就導致了目前我們所看到的局面，產品的使用體驗與應用領域這兩者與消費者之間的那種期待產生了偏差。有的根本就是為了攫取所謂的「健康數據」，並不重視消費體驗，有的也就是迎合國家政策等等因素，真正用心做的不多。這個方面國際大廠有很大優勢，對供應鏈也有把握。這讓我想起開頭說的pebble被收購一事，其實恰恰說明了供應鏈的重要性。

小黑3剛發售的時候，由於自家供應鏈採購的錶帶材質存在瑕疵，宣布停售並無償贈送新的錶帶，當時我想起幾年前fitbit召回一事，也是因為錶帶材質問題，這說明行業內企業大多有共性的問題，國內的初創企業走的正是國際大廠走過的路，我相信國內的企業未來一定會做的更好！

尾聲

打完最後一個模塊，已是深夜。

閉上眼睛，回放著我過去幾年見證的一塊塊手環手錶，每一個都是伴隨我每個白天，每個夜晚。

謹以此文紀念伴隨我成長的所有SMART WEARBLE DEVICE!

參考資料

Ambiq Micro Apollo Low Power MCUs Promise Cortex M4F Performance at Cortex M0+ Energy Efficiency

唯樂，WeLoop官方網站-weloop小黑，智能手錶， 智能穿戴設備

智能手環測心率到底靠不靠譜？讓業內專家為你揭秘 | 極客視界·

用於新一代可穿戴產品的ARM M4F+PPG光學心率監測解決方案

Stellaris ARM Cortex-M4F - TI.com

這幾種解決方案助力智能手環市場突破瓶頸-搜狐

可穿戴設備發展的四大階段--百度百家

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