可穿戴设备的质量度量研究

李云婷，张帆，杨春晖，杨东裕

（工业和信息化部电子第五研究所，广东 广州 510610）

0 引言

所谓可穿戴设备，即是指直接穿在身上，或是整合到用户的衣服或配件中的一种便携式设备。但是，它不仅仅是一种硬件设备，更是一种集成新一代信息技术、无线通信、云服务和大数据感知，用于识别用户和进行交互的移动智能设备，它将会对我们的生活、感知带来很大的转变。

2014年1月，在拉斯维加斯召开的全球消费电子产品年会上，许多世界知名的消费电子产业的上下游企业都将目光转向了可穿戴设备[1]，这显示出可穿戴设备已受到了越来越多人的青睐。事实上，可穿戴设备已经为科学技术的发展引领了一股新的浪潮，并势必将推动消费电子行业产生更多的创新[2-3]。

可穿戴设备行业是一个发展潜力巨大的新兴行业，其发展前景也是一片大好。但是，随着越来越多的可穿戴设备进入市场，一些质量差、可靠性低、存在安全隐患的产品也混入到了市场中，从而影响了可穿戴设备行业的健康、有序的发展，可穿戴设备迫切地需要一个有效的评价方法，因而本文提出了一种基于质量特性的可穿戴设备的等级评价方法，对保证可穿戴设备的质量，促进可穿戴设备行业的健康发展具有重要的作用。

1 可穿戴设备的分类

根据设备的应用领域，可以将可穿戴设备分为消费电子类可穿戴设备和医疗保健类可穿戴设备两大类。

消费电子类可穿戴设备基本上都是低风险的普通产品，低风险的普通健康可穿戴设备也属于消费电子类可穿戴设备，例如：智能手环、智能眼镜等。

医疗保健类可穿戴设备主要指应用形态以满足人们的健康为主的设备，包括医疗相关设备和健身运动类相关设备，例如：测心率的腕表、计步器等。

可穿戴设备不仅是一种硬件设备，而且还可以通过软件、数据交换和云来实现强大的交互和支持功能，例如：帮助用户进行体育与健康管理[4]。它可以监控用户每天的信息，例如：睡眠时间、移动距离数据，以及热量和饮食的消耗量等。这些数据会被发送到智能电话的APP上，或通过USB端口或蓝牙无线技术发送到云端，之后经过专业的数据统计分析，为用户提供反馈指导。

2 可穿戴设备的质量特性

可穿戴设备有着非常广泛的产品类别，不同类别的产品都有自己的特性。为了保证可穿戴设备的质量，促进可穿戴设备行业健康有序的发展，必须为可穿戴设备建立一个技术标准。但是，标准制定的过低可能会降低消费者对产品的信任；标准制定的过高又可能会阻碍技术创新。因此，在制定可穿戴设备的技术标准的过程中应尽可能地在企业和消费者之间达到一个动态平衡，使制定的标准既可指导可穿戴行业健康有序的发展，又可以在消费者中形成影响力[5]。

2.1 质量特性

可穿戴设备的质量特性是指产品满足消费者显式和隐式功能需求的能力。质量特性可以作为评价可穿戴设备优劣的基础，虽然质量特性所包含的内容比较广泛，但并非所有与产品的设计、生产和销售，以及其他方面相关的特性都是质量特性。质量特性是产品的固有特性，而产品被赋予的特性，例如：产品的价格、产品的加工精度，以及机床切削参数等，并非产品的质量特性。

可穿戴设备的评价标准应考虑设备的质量特性[6]。可穿戴设备的质量特性包括功能性、安全性、可靠性、可用性、可维护性和可移植性6个方面，其模型示意图如图1所示。

图1 可穿戴设备的质量特性模型

a）功能性

指在指定的条件下，可穿戴设备满足用户要求的程度。这个特性与该做什么来满足需求有关，而其他的特征主要是与什么时候满足需求，以及如何满足需求有关。

b）安全性

指产品保护健康、信息、数据和隐私的能力。

c）可靠性

指产品在指定条件下，在规定的时间内，完成规定的功能的能力。

d）可用性

指产品能在指定的条件下，让用户理解和学习的能力。这是一个主观概率，其他方面，例如：功能性、可靠性也会影响用户的理解和学习，但是代替不了可用性。

e）可维护性

指软件在环境改变或发生错误时，进行修改的难易程度。修改包括纠正或改进。

f）可移植性

指软件能够方便地移植到不同运行环境的程度。环境包括系统、硬件和软件环境。

2.2 特征度量

对可穿戴设备的特征进行度量即对上述提到的可穿戴设备的质量特征，即功能性、安全性、可靠性、可用性、可维护性和可移植性进行度量。可穿戴设备的特征度量的指标如表1所示。

对于不同类别的可穿戴设备，我们可以测量和计算表1中所列出的特征指标，量化它，然后使用量化的结果作为评价模型的输入。

表1 可穿戴设备的特征度量指标

3 可穿戴等级评价

可穿戴设备本身就是一个复杂的系统，其评价情况也较为复杂，涉及的方面较广，因而，到目前为止，还没有一个统一的评价可穿戴设备的方法。

现行的可穿戴设备的评价方法都只是针对可穿戴设备的单一属性进行评价。一方面，评价结果的客观指向性不强，研究结果指向模糊，另一方面，评价结果只是为用户提供了一个参考，评价过程中缺乏具体的计算方法和参考标准。因此，笔者提出了一种基于设备的质量特性的评价方法。

为了客观、公正、准确，以及可靠地评价可穿戴设备，我们应遵循一些基本的原则：1）评价过程中应考虑可穿戴设备的特点；2）评价过程中应该考虑到可穿戴设备的动态发展；3）评价过程中应全面地考虑设备的质量特征性所涉及的各个方面，避免因只考虑设备的单一特性而导致的评价结果较高的现象。

因此，我们考虑将量化的质量特性作为可穿戴设备评价模型的输入。

可穿戴设备等级评价模型如图2所示。输入部分是质量特性，包括6大类。中间层为分类模型和算法，负责计算测量数据。输出的第1级是高等级，意味着产品的综合评价结果较高；第2级是中等水平；第3级是低水平，意味着产品的质量较低或用户的体验较差。

4 结束语

首先，本文介绍了可穿戴设备的定义、发展现状及分类情况；其次，举例了可穿戴设备的质量特性；然后，提出了一种基于质量特性的可穿戴设备的评价方法，指出了评价过程中应遵循的一些原则，并介绍了可穿戴设备的等级评价模型，对保证可穿戴设备的质量，促进可穿戴设备行业的健康发展具有重大的意义。

图2 可穿戴等级评价模型

[1]代红.可穿戴智能技术产品及标准 [J].中国标准化，2013 （21）： 21.

[2]丁南翔，陈东义，夏侯士戟.可穿戴计算技术及其应用的新发展 [J].数字通信，2012，39（4）：13-20.

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[6]MCCORMICK K， ABBOTT D， BROWN M S， et al.IBM SPSS modeler cookbook[M].Packt Publishing，2013.

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