浅谈可穿戴计算技术及其应用
一。概述
可穿戴计算技术是一种将计算机穿戴在人体上进行各种应用的国际性前沿计算机技术，是智能环境的一个主要研究课题。
普适计算之父马克维瑟（Mark Weiser）对智能环境是这样描述的：这是一个由传感器、驱动器、显示器和计算机元素组成的物理世界，这些元素无缝嵌入到我们生活中的物件中，通过不间断的网络连接在一起。智能环境为人们提供了一个有趣的数字世界，不停运转的各种智能设备使我们的生活变得更加舒适和便利。
可穿戴计算技术（Wearable CompuTIng），目前国际上尚无较明确和完备的定义，国际上公认的可穿戴计算技术的先驱者，加拿大的斯蒂夫曼恩（Steve Mann）教授认为可穿戴计算机系统具有这样的特征：属于用户的个人空间，由穿戴者控制，同时具有操作和互动的持续性。正如人类将计算机作为外部设备使用一样，在一个可穿戴计算机系统中，计算机可以将人类的头脑和身体变成它的一个外部设备。同时，可穿戴计算机和人类之间的互动是持续性的，更重要的是，为了满足用户不中断正在进行的任务，可穿戴计算机还能够进行多任务操作。如果一台计算机是可穿戴的，那它将伴随在我们的日常生活中随时提供帮助，它就像穿衣服或其他形式的穿戴一样，尽可能的不引人注意。
二。可穿戴计算的关键技术
可穿戴计算技术并非是简单地把计算机微小化后直接穿戴在人们身上，它需要解决很多关键性的技术才能真正发展起来，以满足人们的应用需求。
1. 片上系统（SoC）
片上系统（SoC）是一个微小型系统，如果说中央处理器（CPU）是大脑，那么SoC就是包括大脑、心脏、眼睛和手的系统。国内外学术界一般倾向将SoC 定义为将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器集成在单一芯片上。由于可穿戴计算系统在应用上便利性、舒适性的要求，决定了其处理系统应该是可定制的、
具有特定用途的微小化产品，SoC技术正是这一问题的解决方法。
移动互联网将成为未来互联网发展的趋势，各界已经达成共识。特别是随着移动计算技术的进步，移动设备的成本价格日趋降低，这为移动设备的普及奠定了更好的基础，这也使得我国家移动设备用户大幅增长。 根据前瞻产业研究院《2013-2017年中国移动互联网行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》的数据：2012年我国移动设备销售量累计超过10亿部(台)，移动互联网发展环境渐佳。 尽管我国移动互联网的发展环境越来越好，规模也越来越大，但是缺乏盈利方式的问题却逐渐显露出来。由于移动设备屏幕小、移动流量昂贵等问题，移动互联网的广告盈利模式效果并不是很理想，用户面对这类移动互联网产品的最优考虑就是卸载。 根据《2013-2017年中国移动互联网行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》的调研显示：85%以上的用户在遇到广告展示的应用后都会把应用卸载(新浪微博等除外)。这也就是说，移动互联网应用的第三方广告给用户的体验是极差的，更重要的是给用户遗留了不可信的坏印象。 当移动互联网行业的格局逐渐稳定，移动互联网的投资热情也逐渐减退，盈利模式缺失开始成为困扰行业发展的最大问题，游戏会是移动互联网突破盈利模式缺失的重要突破口吗?最近的微信传言已经开始内测游戏了。显然，作为移动互联网第一阵营排头兵在迟迟找不到盈利模式之后，也选择进入游戏领域。但能否成功还有待观察。但是从其他手游公司的发展来看，微信要取得成功的概率是非常大的。但是对于小公司却依然存在推广以及产品更新速度快等问题，耗费巨大。 移动电商其实是移动互联网实现盈利最简单的方式，但是前面说到的移动设备屏幕小、移动流量费用昂贵的问题也制约了它的发展。如果你想在淘宝购买一件衣服，需要消耗100M 的流量吗?其实这是很昂贵的。更何况到目前为止，所有的电商企业都没有公布移动电商的
随着移动计算技术的发展，移动数据库逐步走向应用，在嵌入式操作系统中移动数据库更显示出其优越性。本文研究了移动数据库的发展现状及应用前景，分析了移动数据库在应用中关键点，并指出了移动数据库管理系统应具有的基本功能。 1. 嵌入式移动数据库的发展现状 数据库技术一直随着计算的发展而不断进步，随着移动计算时代的到来，嵌入式操作系统对移动数据库系统的需求为数据库技术开辟了新的发展空间。嵌入式移动数据库技术目前已经从研究领域逐步走向广泛的应用领域。随着智能移动终端的普及，人们对移动数据实时处理和管理要求的不断提高，嵌入式移动数据库越来越体现出其优越性，从而被学界和业界所重视。 2. 移动计算与嵌入式移动数据库 移动计算是一种新型的技术，它使得计算机或其他信息设备在没有与固定的物理连接设备相连的情况下能够传输数据。移动计算的作用在于，将有用、准确、及时的信息与中央信息系统相互作用,分担中央信息系统的计算压力, 使有用、准确、及时的信息能提供给在任何时间、任何地点需要它的任何用户。 所谓移动数据库是指支持移动计算环境的分布式数据库。由于移动数据库系统通常应用在诸如掌上电脑、PDA、车载设备、移动电话等嵌入式设备中，因此，它又被称为嵌入式移动数据库系统。 移动计算环境比传统的计算环境更为复杂和灵活。计算平台的移动性、连接的频繁断接性、网络条件的多样性、网络通讯的非对称性、系统的高伸缩性和低可靠性以及电源能力的有限性等因素对移动数据库的性能提出了相当高的要求。移动技术的发展必将对嵌入式移动数据库的发展起强大的推动作用，同时嵌入式移动数据库的发展也能促进移动计算的广泛应用。 3. 嵌入式移动数据库在应用中的关键 移动数据库在实际应用中必须解决好数据的一致性（复制性），高效的事务处理，数据的安全性等问题。 3．1 数据的一致性 移动数据库的一个显著特点是移动终端之间以及与服务器之间的连接是一种弱连接，即低带宽、长延迟、不稳定和经常性的断开。为了支持用户在弱环境下对数据库的操作，现在普遍采用乐观复制方法（Optimistic replication 或 Lazy replication）允许用户对本地缓存上的数据副本进行操作。待网络重新连接后再与数据库服务器或其他终端交换数据修改信息，并通过冲突检测和协调来恢复数据的一致性。 3．2 高效的事务处理 移动事务处理要解决在移动环境中频繁的、可预见的拆连情况下的事务处理。为了保证活动事务的顺利完成，必须设计和实现新的事务管理策略和算法。 1）根据网络连接情况来确定事务处理的优先级，网络连接速度高的事务请求优先处理。
可穿戴计算技术的常见问题 1 引言 可穿戴计算机指的是可以穿在身体上的计算机。这种可穿戴技术的类型用于行为建模，健康监测系统，信息技术与媒体发展。可穿戴计算技术尤其还用于需要计算机技术支持的应用，当使用者的双手，声音，手臂或者身体其他部分等积极活动的时候。 “可穿戴计算技术“在包括用户界面设计，增强现实技术，模式识别技术，对于特殊应用或者帮助残疾的可穿戴使用，以及电子织物行业和时尚设计的研究领域一直是一项热门的研究课题。许多问题都与可穿戴计算技术息息相关，移动计算，普适计算，环境智能和普适计算研究团体，包括了能源管理和散热，软件编写无线领域和个人领域网络。 可穿戴计算技术的主要特征是相容性。即是说计算机和用户之间持续的交互，不用打开或者关闭设备。另一个特征是能够多任务。它不需要终止你当前正在使用的设备；被增强到其他所有行为。这些设备能像假肢一样通过用户合并起来。因此该技术能做为使用者思想和肢体的延伸。 而这篇FAQ提供了麻省理工学院中心关于可穿戴计算技术的观点的文章，旨在呈现一份此领域的介绍。与此相关的更多信息和要点请登录以下网址。https://www.doczj.com/doc/c610551619.html,/wearables/index.html 2 可穿戴计算技术概观 2.1 可穿戴计算技术到底是个啥？ 可穿戴计算机的模糊定义是指能像衣饰一样毫不起眼的一直带在身上，不仅舒适而且易于保存和使用的电脑。但是，这种“智能衣饰”的定义在细想来说
是差强人意的。而更多的明确定义是可穿戴计算技术应当具有以下许多特点： ●轻便且即可使用：可穿戴技术表现最为突出的特征便是可在行走或别的移动方式下使用。这种可穿戴技术类似于台式机和笔记本之间的区别。 ●免持使用：军用和工业用可穿戴计算机特别强调双手自由，并且重视语音输入和头戴显示器或语音输出。其它可穿戴技术或许也会使用和弦键盘，拨号输入和操作杆输入用来弱化对用户双手使用的依赖。 ●传感器：此外，对于用户输入，一个可穿戴产品应该具有响应物理环境的传感器，这些个传感器可能包括无线通信，GPS，照相机或者麦克风。 ●即时提醒：一个可穿戴产品应当即使在没有活跃使用的情况下也能够给使用者传送信息。举个例子，假如你的计算机想让你知道新收到一份来自他人的邮件，，它就应当立刻将这个消息传递给你。 ●永远工作：缺省方式下可穿戴设备会一直开机并一直工作，传感和展现。这与一般的的基于笔端输入的“个人数字助手”的那种正常情况下放在人的口袋并只有工作需要完成时才启动的方式相反。 2.2 为啥非要戴着这个玩意儿？ 在人们想要一直戴着它们的背后，是可穿戴设备的特征所带来的合理原因：头戴式可视设备（Head Mount Display）可以让你在真实的世界里看屏幕的同时干别的事。能让你在听教授教课的同时记笔记，而不是持续不断的在黑板和笔记本间来回瞥视。你可以边逛大街边阅读电子邮件而不会撞到人。拥有可穿戴设备的你相当于拥有一个可以即时访问的整个参考书图书馆。要有经常用到的韦氏词典?和分类词典，地图和电子书也是类似。有着5千兆驱动器的支持，把康氏百科①全书置于可穿戴计算机中就显得微不足道了，并且能实时访问到极大量的
1.移动计算基本概念 ○1指节点处于移动状态下或非预定状态下的网络计算技术； ○2移动计算是使人们能在任何时间、任何地点、在运动过程中能够不间断地访问网络服务（数据）的技术的统称－ACM； ○3利用移动终端通过无线和固定网络与远程服务器交换数据的分布计算环境。 2.移动计算主要研究内容 ○1关键技术：移动计算机制、情景感知、移动计算环境、应用任务迁移方法、移动计算软件支撑平台、移动过程中的信息安全 ○2核心内容：情景认知建模方法、服务自发发现与资源自适应管理策略、用户任务无缝主动迁移方法、面向普适服务的移动应用支持平台的设计与实现、移动设备技术、嵌入式操作系统、无线网络技术、移动安全、移动数据管理、人机交互技术、移动商务。 ○3未来五大关键：移动支付、手写笔重生、企业业务、广告业务、语音业务 3.应用领域 ○1信息访问设备：掌上电脑、平板电脑、笔记本电脑、智能手机、穿戴计算机、传感器节点、智能家电、智能玩具 ○2军事应用：穿戴计算机（实施快速作战指挥与控制、实施战场侦察探测、作战信息处理、广泛地应用于各兵种）；传感器网络在军事领域的应用（战场观测与监视、敌方侦察、目标跟踪与分类、核生化攻击检测、有害物质（气体、液体、辐射等）检测、战场可视化、导向系统）。 ○3民用应用：智能交通、智能手机、穿戴计算机、传感器网络 其中传感器网络的应用：城市交通（高速公路车辆监测、交通状况监测、停车场位置导引、车辆识别）；健康医疗（医疗检测与诊断、医疗设备联网、病人状况监测、人体内部情况监测）；商务应用（商场保安监测、交易过程监视、工厂内部监视）；家庭应用（网络家电监控、家庭保安、儿童监护、智能玩具）；环境监测（农田环境监测、土壤监测、气候监测、水文监测、森林火灾观测） 4.环境模型 MH：Mobile Host 移动主机FH：Fixed Host 固定主机 MSS：Mobile Support Station 移动支持站 5.简述正交频分复用(OFDM)技术、思想 OFDM是一种无线环境下的高速传输技术，其主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，各子载波并行传输。尽管总的信道是非平坦的，即具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽。OFDM技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率，可实现低成本的单波段接收机。
063815移动计算技术32学时/2学分英文译名： Mobile Computing Technology 适用领域：计算机系统结构、计算机应用技术、计算机软件理论 开课单位：计算机科学与技术学院 教学目的：通过本课程的学习，学生应掌握移动计算的基本理论和方法，熟悉若干移动计算典型案例，重点掌握无线网络MAC协议原理以及移动自组网和无线Mesh网的基本组成、 结构、原理、相关协议以及实现与应用，为后续学习和研究工作奠定基础。 预备知识或先修课程要求：计算机网络 教学主要内容以及对学生的要求： 要求学生应预先学习计算机网络和移动通信等相关课程；教学主要内容包括：计算的 演变、移动计算技术概论、通用计算技术简介、无线网络MAC协议原理、移动自组 网、无线Mesh网、下一代无线Internet、移动计算的仿真技术以及移动计算的典型应 用案例等。 内容摘要： 移动计算技术是随着无线网络、移动网络以及移动设备的发展而在互联网基础上的技 术提升，主要解决不同网络的接入和无缝计算；它是分布式计算和分布式人工智能与 移动通信技术相结合的产物，是一种以移动性为特征的新的计算和问题求解规范，是 下一代分布、移动、开放环境中的工程系统模型，是目前的一个学术研究热点，并在 实际中得到广泛应用。因此，本课程主要对以上内容进行概念性介绍，使学生了解计
算技术的演变过程，把握信息技术的未来。同时，本课程将系统讲解移动计算的基础 理论、系统结构、关键技术和方法，并描述了移动计算多个应用案例。此外还对与移 动计算相交叉的移动自组网技术、无线Mesh网技术、穿戴计算技术、和移动计算仿 真技术作了详细讲授。通过本课程的学习，学生应掌握移动计算的基本理论和方法， 熟悉若干移动计算典型案例，为后续学习和研究工作奠定基础。 考核方式： 总成绩(百分制)=平时成绩（10%）+实验（10%）+口头报告（30%）+大作业（50%）。 平时成绩根据上课出勤情况和课堂参与度评定；课程讨论要求每名学生作口头报告并 提交PPT，根据报告难度和质量评定成绩；课程结束时，每名学生需将自己研究方向 与移动计算技术相结合，撰写一个完整、可行的研究计划，根据完成质量评定成绩。课程主要教材： 无. 主要参考书目： [1]《移动计算技术》徐明、曹建农、彭伟清华大学出版社2008-9 [2]《GloMoSim网络仿真-从入门到精通》高振国哈尔滨工业大学出版社2008-5 [3]《普及计算》[德]Uwe Hansmann, Lothar Merk 等(著)，英春、孙沛(译) 清华大 学出版社2004-1 [4]《Mobile Computing》Chander Dhawan 世界图书出版社1997 [5]《下一代无线因特网技术：无线Mesh网络》方旭明人民邮电出版社2006-5 [6]《Ad Hoc移动无线网络》王金龙国防工业出版社2004-5
可穿戴计算技术及其应用的新发展 时间：2013-04-05 来源：数字通信作者： 摘要：可穿戴计算技术是伴随着计算机、微电子和通信技术发展起来的新兴学科，随着科技的进步和人们生活水平的提高这项技术的应用研究也正处于难得的机遇期。阐述了可穿戴计算区别于传统计算的优越特性及其在医疗、军事、教育、助残、体育、娱乐行业、老年人生活辅助方面的重要学术和应用价值，以及可穿戴计算对新一代信息与计算科学技术的巨大推动作用。介绍了可穿戴计算技术的产业化发展情况，说明现代科学技术发展和实际应用的迫切需求使得该领域的科学技术发展迅猛，也使得可穿戴计算技术的发展呈现出研究上的多学科交叉融合与产业化的同步跟进相互促进的新特点。 关键词：可穿戴计算，人机交互，现场作业辅助，可穿戴性 0 引言 20世纪90年代后期，可穿戴计算[1]研究热潮逐渐兴起，其创新概念层出不穷，研究范畴也不断扩展，重要的学术和应用研究成果不断涌现，目前已成为国际计算领域重要的前沿研究方向。回顾iPhone手机和iPad平板电脑对移动计算领域带来的冲击，可以预见，可穿戴计算不仅是学术界的前瞻性研究方向，而且可能引发新一轮的技术革命，并促使移动计算或智能手机产业领域的重新洗牌。这给可穿戴计算前瞻研究和产业发展提出了重大挑战，同时也提供了原始创新和跨越发展的契机。 本文以可穿戴计算技术的应用为出发点，介绍了国内外研究工作者在该领域的研究进展，总结了发展趋势以及亟待解决的问题。 1 可穿戴计算技术的发展历程与现状 作为新的计算模式，可穿戴计算的概念、隐喻、构架、形态和功能都在不断演进，目前尚无较规范、明确和完备的定义。国际上公认的可穿戴式计算机的发明人之一，加拿大的斯蒂夫·曼恩(Steve M)教授认为可穿戴计算机是这样一类计算机系统：“属于用户的个人空间(personal space)，由穿戴者控制，同时具有操作和互动的持续性，即always on and always accessible”[2]。 可穿戴计算机的思想和雏形早在20世纪60年代就已出现，比较有代表性的是美国麻省理工学院学生索普(Thorp)和香农(Shannon)等人研制的用于轮盘赌的计算机。20世纪70～80年代史蒂夫·曼(Steve M)基于Apple-II 6502型计算机研制出典型的配有头戴显示器、形态化的可穿戴计算机原型。 20世纪80～90年代，随着计算机软硬件和互联网技术的迅速发展，来自多伦多大学、麻省理工学院、卡耐基梅隆大学、哥伦比亚大学和施乐欧洲实验室等科研机构的研究人员开发出一批具有代表性的可穿戴计算机原型(如Wearable Wireless Webcam[3]，KARMA[4]，Forget-Me-Not[5]，VuMan I[6]等)。 1997年，麻省理工学院、卡耐基梅隆大学、佐治亚理工学院联合举办了第一届国际可穿戴计算机学术会议(IEEE international symposium on wearable computers，ISWC)，该国际会议自首次召开以来，每年举行一次，已举办了14届。期间美国国防部高级研究计划局(the defense advanced research projects agency，DARPA)以及波音公司也多次举办可穿戴计算机方面的研讨会。从此，可穿戴计算开始得到学术界和产业界的广泛重视，逐渐在工业、医疗、军事、教育、娱乐等诸多领域表现出重要的研究价值和应用潜力。 对可穿戴计算的基础研究，美国和欧盟都已投入了巨资。例如，欧盟委员会于2004年启动了世界上最大的单项民用可穿戴计算研究项目——wearIT@work[7]，历时5年。美国国家科学基金会(National Science Foundation)在以人为中心的计算(human-centered computing)等专项中也持续地资助了一批可穿戴计算方面的研究项目。此外，来自军方的大力支持也是推动可穿戴计算技术飞速发展的重要力量，美国国防部高级研究计划局、美国陆军通信电子司令部和
浅谈可穿戴设备对人类生活的影响与改变 闵亮 （西安交通大学城市学院710018） 【摘要】可穿戴设备即直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件的一种便携式智能终端设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能，可穿戴设备将会对我们的生活、感知将带来巨大的改变。本文针对可穿戴设备对人类生活的影响与改变。 【关键词】可穿戴设备；智能终端设备；数据交互 目前可穿戴设备已经慢慢开始走进我们的生活，当前主要表现在我们的智能手机、智能眼镜、智能手环，甚至智能衣物等方面。可穿戴设备的最大特点就是，在我们随身的物件上，集成了智能芯片等设备，可以收集我们的生理及使用习惯相关数据，并能通过网络等手段实现习惯的记录，体验的改进，功能的延伸等。 我们可以想象下，在未来，我们的服装衣帽可以根据我们的心情或场合而自动变换颜色和样式，可以根据我们的体型变换而自动变得宽松或修身；我们的手表除了时钟等功能，还可以展开屏幕或虚拟化投影出立体图像来供我们打电话，上网，玩游戏；我们的眼镜可以自动识别远处的物体并拉近图像，可以看到商品条码就自动判断出商品的产地日期等信息；佩戴的项链手环戒指等可以检测我们的各项生理指标，为我们提供适合的食谱，运动方案，减肥计划，或健康警告；我们通过脑波传感就能够拨打电话，或记录文字……．．这些一切的一切，都不再是科幻世界中的场景，而是已经切切实实的来到了我们的身边，正在向普通人的生活敞开大门。在个人使用的情况下，可穿戴设备还可以收集到我们每个人的具体习性数据，生活习惯及生理指标，在这个大前提下，商家可以对我们每个人进行商品及服务的细化和个性化；并且在网络的连接支持下，我们可以构建出一个智能化的城市圈系统，小到我们的房屋的通风、控温，大到整个城市的布局规划等都可以在可穿戴设备收集到的个人数据的汇总和分析整理后得到良好的解决。 一、以下为部分可穿戴设备的产品介绍 1、Lumoback智能腰带：是一款可以改善佩戴者坐姿的智能腰带，当用户坐姿不当时Lumoback便会震动以示警示。与手机上的APP应用无线连接，可实时记录佩戴者的坐姿和日常活动状况。 2、GolfSense手套：该手套主要是在普通的高尔夫手套上安装了传感器，从而监测到使用者挥杆的时候的速度、姿势、位置等等，频率达到每秒钟1000次。这个手套的优点是可以计算佩戴者的发力、击球位置的合理性，根据数据再做出相应的反馈，从而提升球技。 3、铁道导航手链：该手链由全球知名导航服务提供商Frog？Design精心打造，可为佩戴者提供及时的导航信息，包括列车的达到时间、下一站的站名、换乘等信息。 4、Pebble智能手表：Pebble智能手表是一款比iWatch廉价的智能手表，但是，廉价并不等于质量差。这是一款性价比很高的手表。主要的特点就是全面，通过蓝牙与移动设备相连，可以GPRS 定位，也可播放音乐，甚至打电话收发短信等。 5、Instabeat游泳镜：这款游泳镜可以通过颈动脉记录佩戴者的心率，通过镜片上的各种颜色显示来告诉与既定目标的距离。Instabeat游泳镜还集成了其他的功能，比如记录热量消耗、游泳的1圈数等等，这些数据还可以同步到用户控制中心，记录佩戴者每一次下水的进展。 6、Glove？Tricorder手套三录仪：这套医疗智能手套搭载的传感器系统包括一个加速器、一个压力和一个温度模块，手套指尖还配备有超声波探头，可检查患者体内健康状况，尤其是体内的恶性肿块。 二、当前面临的主要问题 可穿戴设备还处于新兴阶段，当前还有几个问题亟待解决，比如价格昂贵，当前，可穿戴设备可以说是我们当前最新的科技与技术和理念的集合体，而且处于刚开始的发展阶段，并不成熟，所以设计及制造成本较高。比如Google Glass售价高达1500美元；而之前介绍的Lumoback智能腰带也要149美元。 其次是关键元器件，如电池续航时间短，柔性屏技术的限制，一些设备不能独立使用等；目前最为关键的传感器技术已经不断成熟起来，其成本越来越小，应用范围也越来越广，可以预见，就在最近几年中，可穿戴设备的元器件技术将会高速发展。 最后，也是最关键的，用户的数据隐私性及安全性。这个问题其实是自电子设备，通讯器材诞生后一直伴随着我们的一个老问题。只是随着可穿戴智能终端设备的普及，我们使用者的各种隐私数据将会越来越多的被记录和传送，这些数据的安全可靠性就更加值得我们去关注了，不过随着技术的发展，规章流程的完善和法律对信息犯罪的打击加大力度，我们的数据安全总体来说还是可以得到保障的。 可以预计在可穿戴设备全面发展的今后，我们今后不再会有单独的手机、电脑、等电子设备，而是综合为一体与我们日常生活结合的更加紧密的可穿戴式设备，我们人类的生活将迎来一次全新的变革性的总体改变，我们的生活将会从此更加的舒适及便捷，虽然也伴随着一些风险与困难，但是，只要我们应对得当，人类的生活将会迎来更加美好的明天。 【参考文献】 ［1］宋博林．可穿戴设备的现状和未来发展方向概述［J］．硅谷，2014（08） ［2］张鹏翼．能源与功能实现———论可穿戴设备核心设计原理［J］．电子世界，2014（05） ［3］孔超．适用于老年群体的可穿戴设备的设计研究［J］．大众文艺，2014（08） ［4］秦真．多通道交互及其信息融合技术的研究［D］．武汉理工大学，2006 — 45 —
浅谈网格计算相关技术与应用(一) 论文关键词]数据库浮点运算虚拟化资源共享论文摘要]论述网格计算的发展概况，在科学领域的应用范围，网格服务的特点以及在未来网络下场中的发展潜力。 一、网格计算的由来与发展 网格计算是伴随着互联网技术而迅速发展起来的，是将地理上分布的计算资源（包括数据库、贵重仪器等各种资源）充分运用起来，协同解决复杂的大规模问题，特别是解决仅靠本地资源无法解决的复杂问题，是专门针对复杂科学计算的新型计算模式。这种计算模式是利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台参与计算的计算机就是一个“节点”，而整个计算机是由成千上万个“节点”组成的“一张网格”，所以这种计算方式叫网格计算。这样组织起来的“虚拟的超级计算机”有两个优势，一个是数据处理能力超强，另一个是能充分利用网上的闲置处理能力。简单地讲，网格是把整个网络整合成一台巨大的超级计算机，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享。 近几年，随着计算机计算能力的迅速增长，互联网络的普及和高速网络成本的大幅降低以及传统计算方式和计算机的使用方式的改变，网格计算已经逐渐成为超级计算发展的一个重要趋势。网格计算是一个崭新而重要的研究领域，它以大粒度资源共享、高性能计算和创新性应用为主要特征，必将成为21世纪经济发展的重要推动力。 二十世纪九十年代以来，世界各个国家，尤其是发达国家，建立了很多超级计算应用中心和工程研究中心，美国还制定了新一轮规划的先进计算框架（ACIP），发展面向21世纪的先进计算技术。我国在科技部的领导和主持下，经过专家组及相关单位的努力，作为我国高性能计算和信息服务战略性基础设施的国家高性能计算环境发展很快。在已经建成的５个国家级高性能计算中心的基础上，又于中南、西北等地建立了新的国家高性能计算中心，科技部加强了网络节点的建设，形成了以科学院为主体的计算网格。教育部也启动了网格计算工程，第一批１２个网点正在建设之中，国家基金委也列出专项基金资助网格计算。 网格是借鉴电力网的概念出来的，网格的最终目的是希望用户在使用网格的计算能力时，就如同现在使用电力一样方便简单。 二、网格计算的应用 （一）分布式超级计算 网格计算可以把分布式的超级计算机集中起来，协同解决复杂大规模的问题。是大量的闲置计算机资源得到有效的组织，提高了资源的利用效率，节省了大量的重复投资，使用户的需求能够得到及时满足。 （二）高吞吐率计算机 网络技术能够十分有效地提高计算的吞吐率，它利用CPU周期窃取技术，将大量闲置计算机的计算资源集中起来，提供给对时间不太敏感的问题，作为计算资源的重要来源。 （三）数据密集型计算 数据密集型计算的问题求解通常同时产生很大的通讯和计算需求，需要网格能力才可以解决。网格已经在药物分子设计、计算力学、计算材料、电子学、生物学、核物理反映、航空航天等众多领域得到广泛应用。 （四）给予更广泛信息共享的人与人交互 网格的出现更急突破了人与人之间地理界线的限制，使得科技工作者之间的交流更加的方便，从某种程度上说，可以实现人与人之间的智慧共享。 （五）更广泛的资源贸易 随着大型机性能的提高和微机的更加普及，其资源的闲置问题越来越突出，网络技术可以有效地组织这些闲置资源，使得有大量的计算需求用户能够获得这些资源，而资源提供者的应
浅谈智能穿戴设备的发展 1、绪论 智能穿戴设备这个名词在当今的生活中应该说是越来越常见了，人们在各大媒体、社交网站上经常能看到它的身影。那么究竟什么是智能穿戴设备？它的出现给人们的生活带来了什么，改变了什么？它的出现是否真会如传说中那般带来新一轮的计算革命？接下来，带着种种问题，本文便浅略地介绍一下智能穿戴设备的发展。 2、总述 “智能穿戴设备”狭义上来讲是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称，如眼镜、手套、手表、服饰及鞋等。而广义的智能穿戴设备则包括功能全、尺寸大、可不依赖智能手机实现完整或者部分功能的设备（例如智能手表或智能眼镜等），以及只专注于某一类应用功能，需要和其它设备（如智能手机）配合使用的产品（如各类进行体征监测的智能手环、智能首饰等）。而随着技术的进步以及用户需求的变迁，智能穿戴设备的形态与应用热点也在不断变化着，不断迎合着用户的需求，努力地提高用户体验的流畅感与愉悦感，力争带给客户最完美的体验。[1] 3、发展历史 3.1 思想与雏形的显现 智能穿戴设备拥有多年的发展历史，这类产品的思想和雏形在20世纪60年代即已出现，而具备智能穿戴设备形态的设备则于70－80年代出现。随着计算机标准化软硬件以及互联网技术的高速发展，智能穿戴设备的形态开始变得多样化，逐渐在工业、医疗、军事、教育、娱乐等诸多领域表现出重要的研究价值和应用潜力。 3.2 学术与科研的投入 在学术科研层面，美国麻省理工学院、卡耐基梅隆大学、日本东京大学的工程学院以及韩国科学技术院等研究机构均有专门的实验室或研究组专注于智能穿戴设备的研究，并拥有多项创新性的专利与技术。而中国学者也在20世纪90年代后期开展了智能穿戴设备的研究，并取得了一定的成果。 3.3 机构与政策的支持 在机构与相关活动领域，美国电气和电子工程师协会成立了可穿戴IT技术委员会，并在多个学术期刊设立了可穿戴计算的专栏。国际性的智能穿戴设备学术会议IEEEISWC自1997年首次召开以来，已举办了18届。在中国国家自然科学基金委的支持下，由中国计算机学会、中国自动化学会、中国人工智能学会等主办召开了3届全国性的可穿戴计算学术会议。另外，中国国家自然科学基金委和中国国家“863计划”也支持了多项智能穿戴设备相关技术产品研发项目。2013年10月8日,国家发改委网站发布的《国家发展改革委办公厅关于组织实施2013年移动互联网及第四代移动通信（TD-LTE）产业化专项的通知》中就智能穿戴设备提出了不可小觑的专项支持与发展要求，足以见得国家对这一产业的重视。 4.产业现状 4.1 芯片厂商 2014年1月,在美国拉斯维加斯开幕的全球消费电子展(CES)上,英特尔CEO科再奇(Brian Krzanich)发表了主题演讲,宣布英特尔在智能穿戴设备领域的系列新产品计划, 其中包括专为可穿戴设备设计的新芯片Edison（一张SD卡的大小）以及内嵌了Edison和多个传感器的
可穿戴设备调研报告 学院：微电子学院 专业：集成电路设计与集成系统 班级：集电13-1 姓名：张翼翔 学号：90 时间： 引言: 可穿戴设备即直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或
配件的一种便携式设备。可穿戴设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件支持以及数据交互、云端交互来实现强大的功能，可穿戴设备将会对我们的生活、感知带来很大的转变。 本文将对可穿戴设备的现状进行调查，分析现有产品的局限性，指出未来改进的空间及可能发展的方向。 正文： ○1技术发展与演进历程 早在1922年，发明家H. Day就曾和一顶被改成收音机的礼帽合影过，而1930年8月号的美国杂志《现代力学》也曾发表过类似的故事，一位德国工程师也曾创造过一顶硬草帽样式的“帽型收音机”。 发明家Victor T. Hoeflich 1949年3月推出了天外来客般的“帽型收音机”。因为这种帽子上的收音机以电子管技术为依托，所以Hoeflich便使两根电子管和一支环形天线成为了该产品的显著特征，而调频旋钮则安装在两根电子管中间。帽子上的收音机能戴在头部，用电池低电压供电，电池则由用户放在自己口袋里携带。虽然“帽型收音机”在开始时反响甚好，但这种待遇却并未持续。它的失败主要还是基于技术限制，这种帽子只有两个电子管，而家用收音机
则有五六个，后者运转得更好。另外，上世纪30年代末，更高级的FM调频无线电格式在美国得以使用，但“帽型收音机”只能接受AM频率信号。而且环形天线也是有方向性的，用户只要转头，信号就会丢失。 这种“帽型收音机”大概可以称作可穿戴设备的雏形。（以上信息来自于可穿戴设备网） 在上世纪60到70年代，一些发明家制作出了一些最早的可穿戴设备，来增加在赌桌旁的胜率。从那之后，可穿戴技术的研发还维持在较小的规模。而有些相关人士决定将这一技术的起始时间定在1975年，也就是Hamilton Watch推出Pulsar计算器手表的那一年。但在这之后可穿戴设备的发展仍无太大进步。直到新千年之后，可穿戴设备技术才开始了迅猛发展。 1961年：可穿戴计算机 麻省理工学院的数学教授Edward Thorp在他第二版的赌博指南《Beat the Dealer》当中写道，他成功地使用自己制作的可穿戴计算机在轮盘赌当中作了弊。Thorp和联合开发者Claude Shannon发现，自己的设备在赌局当中可以为佩带者带来44%的优势。 1972年：George 为了在二十一点当中取得优势。Keith Taft发明了一款用脚指
******第一章**************** ●ISO七层参考模型：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。 ●物理层的主要功能：利用传输介质为通信的网络节点之间建立、管理和释放物理连接； 实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务；物理层的数据传输单元是比特。 ●数据链路层主要功能：在物理层提供的服务基础上，数据链路层在通信的实体间建立数 据链路连接；传输以“帧”为单位的数据包；采用差错控制与流量控制的方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。 ●网络层主要功能：通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径；为数据在 节点之间传输创建逻辑连接；实现网络互连功能。 ●传输层主要功能：向用户提供可靠端到端（end-to-end）服务；处理数据包错误、数据 包次序，以及其他一些关键传输问题；传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，是计算机通信体系结构中关键的一层。 ●会话层的主要功能：负责维护两个节点之间的传输链接，以便确保点-点传输不中断； 管理数据交换。 ●表示层的主要功能：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式；数据格式变换； 数据加密与解密；数据压缩与恢复。 ●应用层的主要功能:为应用程序提供了网络服务；应用层需要识别并保证通信对方的可 用性，使得协同工作的应用程序之间的同步；建立传输错误纠正与保证数据完整性的控制机制。 ●对OSI参考模型的评价：层次数量与内容选择不是很好，会话层很少用到，表示层几乎 是空的，数据链路层与网络层有很多的子层插入；OSI 参考模型将“服务”与“协议”的定义结合起来，使得参考模型变得格外复杂，实现困难；寻址、流控与差错控制在每一层里都重复出现，降低系统效率；数据安全性、加密与网络管理在参考模型的设计初期被忽略了；参考模型的设计更多是被通信的思想所支配，不适合于计算机与软件的工作方式；严格按照层次模型编程的软件效率较低。 ●对TCP/IP参考模型评价：在服务、接口与协议的区别上不很清楚，一个好的软件工程 应该将功能与实现方法区分开，参考模型不适合于其它非TCP/IP协议族；TCP/IP参考模型的主机-网络层本身并不是实际的一层；物理层与数据链路层的划分是必要和合理的，但是TCP/IP参考模型却没有做到这点。 ●无线通信通常影响OSI中的三层：物理层、数据链路层和网络层。物理层：无线系统中 关键资源是无线频谱，物理层重点是设计如何有效利用频谱资源的调制、信源编码、信道编码、信号检测等技术。链路层：重点是如何在时间上、频率上或空间上共享频谱，其中MAC层协议的设计尤为重要。网络层：重点是路由和服务质量。 ●跨层设计的思想就是使任意两层之间能够互相提供和利用有用信息。 ●自适应是跨层设计的核心思想，所谓自适应就是指协议栈能够分析和提取所需信息，并 根据这些信息做出正确反应的机制，它既包括协议栈的上层对下层变化的自适应，也包括下层对上层要求的自适应。 ●移动计算：是一种在任何时间、任何地方、在运动过程中所具有的不间断访问数据的能 力。 ●游牧计算:人们在不同的地点要求连续同样的工作，这些地方是固定的工作场所,在移动 过程中不要求工作.工作环境:计算机+ 互联网 ●普适计算又称普存计算、普及计算（英文中叫做pervasive computing或者Ubiquitous computing）这一概念强调和环境融为一体的计算，而计算机本身则从人们的视线里消
浅谈可穿戴技术和其主要功能 可穿戴技术指的是可以穿在身体上的智能系统。这种可穿戴技术的类型用于行为建模，健康监测系统，信息技术与媒体发展。可穿戴计算技术尤其还用于需要计算机技术支持的应用，当使用者的双手，声音，手臂或者身体其他部分等积极活动的时候。“可穿戴计算技术“在包括用户界面设计，增强现实技术，模式识别技术，对于特殊应用或者帮助残疾的可穿戴使用，以及电子织物行业和时尚设计的研究领域一直是一项热门的研究课题。许多问题都与可穿戴计算技术息息相关，移动计算，普适计算，环境智能和普适计算研究团体，包括了能源管理和散热，软件编写无线领域和个人领域网络。 可穿戴计算技术的主要特征是相容性。即是说计算机和用户之间持续的交互，不用打开或者关闭设备。另一个特征是能够多任务。它不需要终止你当前正在使用的设备;被增强到其他所有行为。这些设备能像假肢一样通过用户合并起来。因此该技术能做为使用者思想和肢体的延伸。 可穿戴设备市场内的产品种类繁多。我们熟知的有：智能手表、头戴式显示器(HMD)、可穿戴相机、智能手环、智能服装、心率胸带、运动手表、智能蓝牙耳机及其他穿戴设备等。各类可穿戴设备的市场接受程度及产品成熟度各不相同。具体如下： 生物认证 得益于智能手机中生物认证传感器的指纹认证功能，生物认证已逐渐跻身主流。由于可穿戴设备具有“贴身”特性，而新型传感器可以捕捉并生成更为复杂、可靠且难以篡改的生物认证身份，预计生物认证将被更广泛地应用于可穿戴设备。 另一个主要用途是可穿戴设备的生物认证支持行动支付。我们已对智能手机的指纹支付认证深有体验。目前，苹果Watch、三星GearS2等可穿戴设备的生物认证可以通过智能手机预载的行动支付解决方案用于购买商品。此外，腾讯Qkey手环也具备特定的支付功能。Gartner预测，到2020年，超过45%的已售智能手表将无需手机即可完成移动支付。
[摘要]文章论述了网格计算的发展概况、在科学领域的应用范围、网格服务的特点以及在未来网络市场中的发展潜力。[关键词]数据库；浮点运算；虚拟化；资源共享现代社会由于大规模的科学和工程计算的需求，迫使计算机必须不断地提高其运算速度和存储容量。计算机的发展历史表明，为了达到更好的处理性能，除了必须提高系统的硬件的速度外，系统的结构也必须不断改进，特别是当元器件的速度达到极限时，后者将变成焦点问题。于是，超级并行机已经成为复杂科学计算领域的主宰。但以超级计算机为中心的计算模式存在明显的不足，而且目前正在经受挑战。超级计算机虽然是一台处理能力强大的“巨无霸”，但它的造价极其昂贵，通常只有一些国家级的部门，如航天、军事、气象等部门才有能力配置这样的设备。而随着人们在日常工作遇到的商业计算越来越复杂，人们迫切需要数据处理能力更强大的计算机，而超级计算机的价格显然阻止了它进入普通人的工作领域。于是，人们开始寻找一种造价低廉而数据处理能力超强的计算模式，最终科学家们经过努力找到了答案——Grid Computing（网格计算）。网格（grid）是一个集成的计算与资源环境，或者说是一个计算资源池。网格也是一种先进的计算基础设施（Advanced Computational Infrastructure，简称ACI），用于研究与工程应用相结合的项目，学科领域涉及超级计算技术、网络技术、数据库技术、中间件技术、并行算法和各种计算科学研究与应用技术，是一个综合性的跨学科高技术研究课题。网格计算（Grid Computing）是伴随着互联网技术而迅速发展起来的，是将地理上分布的计算资源（包括数据库、贵重仪器等各种资源）充分利用起来，协同解决复杂的大规模问题,特别是解决仅靠本地资源无法解决的复杂问题，是专门针对复杂科学计算的新型计算模式。这种计算模式是利用互联网把分散在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台参与计算的计算机就是一个“节点”，而整个计算是由成千上万个“节点”组成的“一张网格”，所以这种计算方式叫网格计算。这样组织起来的“虚拟的超级计算机”有两个优势，一个是数据处理能力超强；另一个是能充分利用网上的闲置处理能力。简单地讲，网格是把整个网络整合成一台巨大的超级计算机，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享。近年来，随着计算机计算能力的迅速增长，互联网络的普及和高速网络成本的大幅度降低以及传统计算方式和计算机的使用方式的改变，网格计算已经逐渐成为超级计算发展的一个重要趋势。网格计算是一个崭新而重要的研究领域，它以大粒度资源共享，高性能计算和创新性应用为主要特征，必将成为21世纪经济发展的重要推动力。二十世纪九十年代以来，世界各个国家，尤其是发达国家，建立了很多超级计算应用中心（NCSA）和工程研究中心，美国还制定了新一轮规划的先进计算框架计划(ACIP),发展面向21世纪的先进计算技术. 我国在科技部的领导和主持下，经过306主题专家组及相关单位的努力，作为我国高性能计算和信息服务的战略性基础设施的国家高性能计算环境发展很快。在已建成的5个国家级高性能计算中心基础上，又于中南、西北等地建立了新的国家高性能计算中心，科技部并加强了网格节点的建设，形成以科学院为主体的计算网格。教育部也启动了网格计算工程，第一批12个网点正在建设中，国家基金委也列出专向基金资助网格计算。[!--empirenews.page--]网格是借鉴电力网（electric power grid）的概念出来的，网格的最终目的是希望用户在使用网格的计算能力时，就如同现在使用电力一样方便简单。在科学计算领域，网格计算可以在以下几个方面得到广泛应用：1.分布式超级计算。网格计算可以把分布式的超级计算机集中起来，协同解决复杂的大规模的问题。使大量闲置的计算机资源得到有效的组织，提高了资源的利用效率，节省了大量的重复投资，使用户的需求能够得到及时满足。2.高吞吐率计算。网格技术能够十分有效地提高计算的吞吐率，它利用CPU的周期窃取技术，将大量空闲的计算机的计算资源集中起来，提供给对时间不太敏感的问题，作为计算资源的重要来源。3.数据密集型计算。数据密集型的问题的求解往往同时产生很大的通讯和计算需求，需要网格能力才可以解决。网格可以药物分子设计、计算力学、计算材料、电子学、生物学、核物理反应、航空航天等众多的领域得到
可穿戴医疗设备关键技术及其质量控制初探 2015-05-14 20:32:09来源: 《中国医疗器械杂志》近年来，随着人口老龄化进程的加快，许多慢性疾病在人群中呈现年轻化的趋势，人们的健康要求和保健意识与日俱增，这一切直接或间接推动了医疗模式从以症状治疗为中心转向以预防为主、早诊断、早治疗的模式转变。医疗设备的发展也从复杂的、应用于医疗机构的大型设备，转向既能适用于医院又符合家庭和个人需求的小型穿戴式，甚至是片状植入式。除此之外，某些特殊行业和领域，如深水作业、运动员训练和航空航天等对可穿戴医疗设备也有着迫切和广泛的使用需求。为了满足大众群体和相关行业的此种需求，国内外的很多研究机构和企业都在加大对可穿戴医疗设备的研发力度和投资，已经积累了一定的经验与研究成果。随着Google glass、Jawbone up、Fitbit flex以及Galaxy gear等“明星效应”的扩散（图1），可穿戴医疗于2013年一举成名，并成为2014年最值得关注的行业之一。 可穿戴医疗设备将为医疗器械行业带来一场颠覆式革命（微型化—便携化—可穿戴化），不仅可以随时随地监测血压、血糖、心率、体温、血氧含量、呼吸频率等人体的健康指标，还可以用于多种疾病的治疗，如电离子透入贴片可以治疗头痛，智能眼镜有助于老年痴呆症患者唤起容易忘记的人和事，Google glass可对外科手术进行全程直播等。可穿戴医疗设备现阶段主要应用于生理参数的连续监测，对掌握许多慢性病患者，如糖尿病、心血管疾病、呼吸系统疾病、高血压患者全面的身体情况尤为关键，其血糖、血压、血氧、心率的示值准确与否对改善病情，维护生命安全至关重要。目前可穿戴医疗设备的监督管理基本属于空白，由于其在使用佩戴的过程中频繁使用，经常受到各种震荡，摩擦，敲打，使它受到磨损，变形等，其量值就会变化，从而损失精度，产生超差现象。根据iiMedia Research 数据，2012 年中国可穿戴医疗设备市场规模为4.2亿元，预计到2015年这一市场将达到12亿元，2017年将达到47.7亿元，年复合增长率达60%，其市场规模的扩大带来了巨大的计量测试需求，迫切需要开展其相关计量测试方法的研究，研制适合于可穿戴医疗设备的检定装置，制定其行业标准及检定规程/校准规范，从而保证其量值准确一致，正确可靠。 1 可穿戴医疗设备概述 可穿戴医疗设备（Wearable Medical Devices）可将生命体征信号检测技术融合在日常穿戴的饰品、衣物当中，具有操作便捷、连续不间断工作、智能显示监测结果、异常生理信号报警及无线数据传输等特点，广泛应用于慢性疾病监护、特殊人群监护、应急救治救护、家庭综合诊断、睡眠质量分析等方面。目前所涉及的研究方向主要包括：机体适应性研究、生物医学传感器设计、多种传感器数据融合、系统优化、躯域传感网络开发、电池寿命延长、无线 实时传输以及系统安全和可靠性提高等。目前可穿戴医疗设备的载体大致可分为两类：一类是人体随身物品，如指环、腕表和手套等；另一类是电子织 物（e-textile），前者的优势在于移动操作、易于便携，后者则在于可以同时监测多种类型的生命体征信号。将这两者结合，就组成了一套完整的可穿戴医疗设备。 2 可穿戴医疗设备关键技术 可穿戴设备主要是通过各种生物医学传感器来进行监测的，分为运动传感器、生物传感器和环境传感器。生物医学传感器是指可将各种生命体征信号转换为医疗仪器可用的电生理信号（电信号比较适合传输、转换、处理和定量运算）的元件或模块装置，主要由敏感器件、电子线路和转换扩展器件组成，敏感器件中广泛应用压电传感器。压电传感器为一种有源器件，可在外加机械激励下输出与激励成正的电信号，能用来设计测量心音的压电听诊器、血压传感器、胎儿心音、微音器和测微震颤的加速度计等。 2.1 生理参数无创连续监测技术