智能手表的常见功能，都是通过什么原理实现的？一文读懂

在使用智能手表之前，我应该是最早一批接触智能手环的爱好者，早期手环甚至没有屏幕、只有一个按键，必须连手机APP才能看同步数据。2015~2018年算是手环市场扩张期，这两年我玩了20多款智能手环，现在这些黑白+小屏的老家伙们早就落伍了，记得我最后一只手环是小米手环5，而且到手就送人了，大概三年前我就只戴智能（运动）手表了。

事实上，智能手表就是智能手环的延伸，二者归属同一个大类，而且并不是说手表就一定比手环值得买，因为手表确实屏幕大功能全，但相比之下续航就没有手环那么能撑了。

所以这里谈智能手环的传感器技术，逻辑上应该包含智能手表这个分类的，而且随着技术进步，现在的智能手环传感器技术也在逐年增多。限于篇幅，这里我挑几个常见的和若干新出的传感器技术给大家做个浅科普。

1，运动计步专用：加速度传感器

重力加速度传感器，简单讲就是通过感知加速度，将其转换为电信号，从而估算步数，运动距离，以及消耗热量等数值。一般涉及霍尔、GMR、TMR等技术，以及特定算法。

2，心率检测：光学心率传感器、生物电阻抗传感器

检测心率最常见的是光学心率传感器，也是很早就在智能手环背面上安置的传统传感器，原理是通过LED绿光照射紧贴传感器的皮肤和附近血管，通过测算光线被吸收的波动来判断心率状态，辅助运动检测，也可以检测心脏异常，及时反馈报警。

另一种是生物电阻抗传感器，可通过生物肌体自身阻抗来实现血液流动监测，并转化为具体的心率、呼吸率及皮电反应指数。由于它综合了多样化的数据，检测准确性得到加强，更有参考意义。

3，睡眠监测：三种不同方案

简单的睡眠监测也是依靠加速度传感器来判断你是否在睡眠状态，原理也简单，人在睡眠时体动少，频率低，检测不到体动就认为你是睡着了，会有一定的准确度，但也容易有误判，比如你在被窝里保持同一个姿势持续看手机，采用这种检测原理也可能认为你在睡觉。

第二种就是结合心率来判断睡眠状态，此时借用的是心率传感器，通过PPG光电容积脉搏波描记法来完成HRV心率变异性检测，准确度要比单纯的加速度传感器检测更准确。

第三种是通过CPC分析法来检测睡眠，原理是利用人们睡眠时的心电、呼吸耦合关系来综合判定清醒、浅睡眠、深度睡眠状态，就目前而言，这种方案准确度更高，也可以减少本人生病状态下，或者刚下所说的持续静止但并未睡着的状态下被判定睡着的误判率。不过这种方案常见于高级别的智能穿戴产品之上，而且价格昂贵，一百块的手环，小一千的手表一般用不到。

4，血氧饱和度检测：光学传感器

之前说过，原理与心率检测一致，都是通过背面贴近皮肤的模块发射光线，利用光敏电阻检测被血液吸收一部分的光线波动来分析血氧状态，不同的是这个过程发出的光线往往是红外光，而且容易受到各种因素干扰，因此手环/手表上的血氧检测准确度有限，只能作为参考。

5，屏幕亮度调节：环境光传感器

与智能手机的屏幕亮度自动调节一样，该原理也是通过环境光线传感器来判断周围光照亮度，保证屏幕亮度可以被使用者看清做出的自动感应调整功能。

6，抬腕亮屏：加速度传感器和陀螺仪

通过加速度传感器和陀螺仪检测手环状态，还会涉及一些复杂的算法，因为抬腕亮屏不仅要判断手环的位置、表盘朝向变化，还要综合考虑其他因素，保证检测到的是真的“抬腕”，从而避免不必要的亮屏耗电。

7，全球定位和运动轨迹记录：GPS传感器

与手机GPS定位一样，搭载同样模块的智能手表也能独立地实现定位和运动轨迹记录，不过这个功能模块略显昂贵，廉价的智能手环较少涉及，更常见于专业运动手表之中。

8，体温检测：温度传感器

很容易理解的检测原理，通过热敏电阻和高精确度的温度传感器来实现单次或连续体温检测，常见于近两年推出的血压/血糖类健康检测智能手表，作为其辅助功能。

9，血压、血糖检测：对应传感器模块复杂多样，也有可能只靠算法

这两大类检测功能已经开始偏向体检领域，面向有中老年人和有特定健康检测需求的人群，但功能准确度高低不齐。

以支持血压监测类的智能手表为例，有些平价货只是依靠光学传感器检测到的心率状态估算出一个范围值，大有鱼目混珠之意。而采用了真正的示波器检测原理的智能手表要靠谱多了，这类手表在测量血压时，必须在腕表表带上加装微型气囊，这种方案至少可以保证测出有一定参考意义的数值。

对于血糖手表（无创测血糖）目前个人觉得只是个玩具功能，大多依靠光学传感器+算法做估值，不要全信，仅可作为日常身体检测时的一个参考值。

以上涉及智能手环/智能手表的各种常用功能或有遗漏，大家可以在评论区中补充，希望我的科普可以帮到各位！我是笔点酷玩，我们下期再会。