從智能手表到便攜式健康和健身追蹤器，可穿戴設(shè)備正在日益改變著我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妗?0世紀(jì)80年代的臺(tái)式電腦革命為信息時(shí)代帶來(lái)了空前的個(gè)人生產(chǎn)力大爆發(fā)。20世紀(jì)90年代便攜式計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展相一致，把我們從電源線和網(wǎng)線的束縛中解放出來(lái)。然后蜂窩電話和智能手機(jī)的爆炸式增長(zhǎng)又為我們帶來(lái)了前所未有的移動(dòng)性和無(wú)線連接能力。當(dāng)今的“腕上革命”，連同物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的異軍突起，正在把“移動(dòng)”推向一個(gè)全新的高度：可穿戴計(jì)算。

　　腕上革命正在重寫便攜式電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)歷史。在本文中，我們將重點(diǎn)研究隱藏在用戶-體驗(yàn)-驅(qū)動(dòng)(user-experience-driven)設(shè)計(jì)方法背后的設(shè)計(jì)思想。通過(guò)應(yīng)用這些設(shè)計(jì)思想，多種成功的可穿戴產(chǎn)品已經(jīng)面市。我們也將討論影響可穿戴產(chǎn)品能耗預(yù)算和計(jì)算需求的特性和功能，包括如何選擇適合產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求的微控制器(MCU)。

　　腕上革命的現(xiàn)狀

　　智能手表、活動(dòng)追蹤器、可穿戴GPS設(shè)備、心率監(jiān)視器和智能眼鏡是可穿戴產(chǎn)品的主要應(yīng)用形態(tài)，根據(jù)Futuresource Consulting的統(tǒng)計(jì)，2013年可穿戴設(shè)備全球銷售額約為80億美元。通過(guò)創(chuàng)新性的融合了成熟完善的功能性、簡(jiǎn)單易用的連接性、緊湊的外形尺寸、超低功耗處理和無(wú)線連接性，可穿戴設(shè)備正在成為全新的個(gè)人電子設(shè)備類別，幫助我們變得更加健康，獲得更多的信息和更好的裝備。

　　幾年前，雖然一些領(lǐng)先的智能手機(jī)制造商已經(jīng)開始試驗(yàn)性推出基于他們現(xiàn)有手機(jī)產(chǎn)品的腕上產(chǎn)品，但是它們相當(dāng)笨重。直到2012年初，當(dāng)新型公司(例如Pebble Smartwatch)繞過(guò)智能手機(jī)制造商而推出全新的輕量級(jí)腕上設(shè)備時(shí)，腕上革命才真正開始快速發(fā)展。這些產(chǎn)品使得最終用戶可以更充分的利用他們已有的智能手機(jī)。Garmin、Samsung、Sony、Fitbit、Magellan(見圖1)和其他消費(fèi)類電子設(shè)備制造商也已經(jīng)推出他們自己的智能手表、活動(dòng)追蹤器和其他可穿戴產(chǎn)品，從而成為腕上革命的有力競(jìng)爭(zhēng)者。

　　圖1:在單塊CR2032紐扣電池供電條件下，Magellan Echo智能運(yùn)動(dòng)腕表利用Silicon Labs的EFM32 Gecko MCU實(shí)現(xiàn)電池壽命擴(kuò)展到11個(gè)月

　　這種充分競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境也鼓勵(lì)小型化的靈敏型初創(chuàng)公司推出特色創(chuàng)新產(chǎn)品，例如Misfit Shine健身追蹤器(如圖2所示)正在不斷搶占競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的市場(chǎng)份額。

　　圖2:Misfit Shine是一款設(shè)計(jì)優(yōu)雅的健身追蹤器，它通過(guò)采用EFM32 Gecko MCU實(shí)現(xiàn)卓越的能效和很長(zhǎng)的電池壽命

　　一個(gè)成功的可穿戴設(shè)備必須提供合適的價(jià)格、性能、功能和電池壽命，以及獨(dú)特的外觀、觸感和作用，以便從競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品中脫穎而出。MCU、傳感器、無(wú)線電子器件和極具吸引力的用戶接口，這些都必須被裝進(jìn)一個(gè)小尺寸封裝中，從而可以舒適的佩戴在一個(gè)人的手腕或者其他地方。由于這種外形尺寸極大限制了留給供電的電池所占空間，因此可穿戴系統(tǒng)必須是非常節(jié)能的，以便盡可能使電池更換和充電的時(shí)間間隔維持最長(zhǎng)的運(yùn)行周期。

　　用戶體驗(yàn)驅(qū)動(dòng)制勝設(shè)計(jì)

　　要把這些不同元素融入到獲得市場(chǎng)認(rèn)可的產(chǎn)品中，需要一個(gè)復(fù)雜的設(shè)計(jì)去有所取舍的平衡功耗、性能、功能和外形尺寸等參數(shù)。通過(guò)采用所謂的“用戶體驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”設(shè)計(jì)方法，一些制造商已經(jīng)成功的度過(guò)難關(guān)，進(jìn)入到這個(gè)不太熟悉的領(lǐng)域。盡管這些設(shè)計(jì)方法顛覆了許多嵌入式開發(fā)人員的傳統(tǒng)思維和實(shí)踐方法。

　　嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程通常開始于功能和性能定義，這將作為項(xiàng)目的頂級(jí)驅(qū)動(dòng)力。相反，設(shè)計(jì)一個(gè)可穿戴產(chǎn)品通常開始于需要獲得的最終“用戶體驗(yàn)”定義。這些產(chǎn)品需求的定義體現(xiàn)在外觀、觸感和與最終用戶的交互，也包括它帶來(lái)的印象、感覺和情緒。設(shè)計(jì)過(guò)程的下一個(gè)步驟是把用戶體驗(yàn)轉(zhuǎn)化成“用例(use case)”—用于定義產(chǎn)品硬件和軟件單元的一系列頂級(jí)功能需求。

　　Apple是這種戰(zhàn)略的早期實(shí)踐者之一。他們使用這種戰(zhàn)略成功的定義了全新市場(chǎng)，并且一直處于領(lǐng)先地位。如果你對(duì)于精心設(shè)計(jì)用戶體驗(yàn)的重要性還心存懷疑，仔細(xì)考慮一下Apple iPod獨(dú)特的控制滾輪、寶石般的機(jī)殼設(shè)計(jì)和易于使用的iTunes軟件是如何幫助公司轉(zhuǎn)變并且最終主宰了整個(gè)數(shù)字音樂播放器市場(chǎng)。

　　定義用戶體驗(yàn)

　　定義可穿戴產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)需求可以歸為以下兩類：

　　●功能性--區(qū)別其他可穿戴產(chǎn)品的獨(dú)特外觀、觸感、特性和功能。

　　●易用性--輕松設(shè)置、直觀操作和減小維護(hù)的一系列需求。長(zhǎng)電池使用壽命在易用性中具有非常重要的作用，因?yàn)槿绻粋€(gè)可穿戴設(shè)備每幾天就不得不重新充電，那將是一件令人沮喪的事情，并且容易導(dǎo)致用戶放棄該產(chǎn)品。

　　同時(shí)，定義用戶體驗(yàn)的這些元素能夠容易的轉(zhuǎn)換成用例，從而構(gòu)成產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。根據(jù)應(yīng)用的不同，定義用戶體驗(yàn)可能涉及到構(gòu)造一個(gè)可穿戴產(chǎn)品實(shí)體，使之具有極具吸引力的質(zhì)感、符合人體工程學(xué)的外形和傳達(dá)特定感覺的設(shè)計(jì)元素。其他產(chǎn)品可能需要為控制和顯示創(chuàng)建特別的視覺模型，使復(fù)雜的操作變得簡(jiǎn)單和直觀。