恰逢双十一活动，尤其选购摄影、数码这种大商品，先领个红包再阅读，最高金额可达11111元，不容错过！我要一种可以刷地铁站的手环？哪种手环可以测心率？我可以带着手环去游泳吗？智能手环是不是要经常充电？..................(请看完这篇文章你要的答案都在这！！！！)简单来说只要具备运动追踪功能，并且可以跟手机互动的便可称之为智能手环。智能手环发展到今天，衍生出来的品牌和款式让人眼花缭乱，各有优势和主打的群体。小伙伴们面对市面上繁多的款式，是否会在选购过程中感到困扰呢？本文将会从功能和价格区间方面推荐几款智能手环，并且在每一小节后面都会有表格归纳手环的主要功能，可以直观地同向作对比。下面先介绍组成智能手环几个硬件。智能手环腕带腕带作为与人体接触面积最大的一部分，表带的舒适度成为智能手环重要一环。现在主流手环的表带一般采用的硅胶。硅胶腕带的优点有：硅胶颜色可根据需要调制,色彩丰富鲜艳；硅胶原材料环保无毒，无异味，对人体皮肤刺激伤害。硅胶质地均匀、富有弹性，具有良好的触感液体硅胶成本低、防水、隔热、不易褪色、经久耐用、易于清洗硅胶的缺点：表面容易粘尘不耐污，需要经常清洗。透气性差，长时间佩戴会导致汗液积聚。高端产品则一般采用氟胶，氟胶有着跟硅胶一样的优点。二者单者来源材料不一样，硅胶是二氧化硅，氟胶是萤石，所以氟胶密度更高，质感和佩戴舒适度更高。而且氟胶耐油耐污，不需要经常清洗。氟胶的缺点也很明显，就是贵。有一种比较少见的TPE腕带，因为其分子组成原因不能调很多色。相对硅胶整体偏硬一些，舒适度要差一些。会有一点胶的味道而且整体表带易老化，根据温度的高低会发生不同程度的断裂、硬化、软化、变色等现象。还有一些产品使用皮革、金属作为腕带，种类比较少这里便不做阐述。智能手环屏幕电子产品的屏幕很大程度上影响了用户使用体现，智能手环也不例外。智能手环分辨率当然是越高越好，由于智能手环屏幕比较小，所以分辨率还不是各大厂商主打的方向。屏幕有两种类型，LCD 在内部需要背光源显示，功耗很高而且在阳光下显示不够清晰；OLED的面板自主发光，色彩丰富、在阳光下表现优异，功耗更低，市面上的主流手环彩屏一般是搭配OLED幕。介绍完手环硬件，接下来便以价格区间为标准整理一些的智能手环，秉承电子产品买新不买旧的原则，这里只对比新推出并且是热销的产品百元以下的手环属于一个比较尴尬的处境，因为成本做工原因，智能手环功能和种类不多。甚至与健身房的手环都很难进行区分。可推的只有热门的几款，下面就一起来看看这几款入门级别的手环。乐心MAMBO大麦图片来源网络，侵删相对来说这款产品功能也很少，黑白屏幕，没有扫码支付也没有心率监测。只是一个信息提醒的电子表，外观和功能上都没有太大亮点的手环，初次接触这类产品的小伙伴可以入手玩一下。荣耀手环4 Running版图片来源网络，侵删这一款是华为推出跑步手环，黑白屏幕。比较有意思的是这个手环可以扣在鞋子上面，可以测算跑步时着地方式、着地冲击、触地时间、步频、步幅、外翻幅度、摆动脚步七项数据，然后进行跑步姿势的指导。Redmi手环图片来源网络，侵删小米一直以性价比作为卖点，这款手环带有彩色屏幕，并且带有心率监测功能和离线支付功能。表带颜色也有四种选择，算是百元内颜值比较高的一款。百元级别的手环功能乏善可陈，现在用一个表格把百元内三款手环的功能进行一个归纳乐心MAMBO大麦荣耀手环4 RunningRedmi手环屏幕黑白黑白彩色通讯功能信息提醒、来电提醒信息提醒、来电提醒信息提醒、来电提醒支付功能无支付功能无支付功能扫码支付触控功能单点触控多点触控单点触控表带材质硅胶硅胶硅胶充电方式USB直插座式充电器USB直插运动功能自动识别运动模式跑步七项数据监控五种运动模式监控防水效能30米防水50米防水50防水健康功能无无心率监测理论续航时间（天）7-1415-217-14商品毛重115g70g50g（整理不易，转载请联系！！！)现在来到种类繁多的一个价格区间，130元到399元这个区间，智能手环庞大的用户群体都集中在这个区间里。这个区间基本都有彩色屏幕、心率监控、移动支付等更丰富的功能。荣耀手环5i这款手环有了更加丰富的功能，首先增加了移动支付，其次多了心率监控和血氧监控，血氧监控适合高脑力劳动者、高龄人群、高山高原环境缺氧人群、打鼾人群。这款手环相当于是荣耀5的青春版，腕带表盘颜色有了更多选择，不再是黑白屏幕和单一颜色表带。这个手环采用了一种保留了USB直插的充电方式。荣耀手环5这一款手环是荣耀5的标准版，比起5i屏幕升级为AMOLED，增加了泳姿识别功能，充电方式也回归为座式充电器。这个手环还有一个稍微贵一点的NFC版本，如果只是需要血氧监控功能可以考虑价格低廉一点的5i或者标准版。华为手环4pro作为华为的中端系列，可以进行多点触控，并且带NFC功能，外观方面变得更漂亮。但功能方面跟荣耀5并没有太多区别，算是一个更好的手感的升级版荣耀5。OPPO 标准版手环oppo标准版手环也拥有血氧监测功能，可以扫码支付，但没有NFC功能，外观上没有太大亮点。但是拥有oppo一贯的优良传统，oppo产品就是要比别人同级的贵一点（也许是做工用料好一点）。oppo还有一个带NFC功能的多功能时尚版，腕带上面有个金属环挺有特色的，功能区别不大，便只放一张图片看看腕带款式。Keepkeep作为国内最大的线上健身教学社交软件，在健身圈子里可谓是遐尔闻名。并且keep线下发展的自主品牌运动硬件产业也取得不错的成果。所以这款手环宣传语就是“为运动而生”，买手表送专业课程，线上的软件紧密结合，手环甚至可以直接用语音指导你定制的训练课程，属于APP用户生态链里的一个延伸。小米手环5小米手环采用磁吸充电线，有智能AI语音工能，可以控制室内的智能家居，并且有一个关爱女性的独特功能，生理期记录提醒，但没有血氧监控。小米手环的外形上不错，主打年轻人富有鲜活力这一个用户群体，这款手环还可以购买8种颜色的腕带另外有一个NFC版本，下面是一张腕带颜色图。图片来源网络，侵删这个价位的智能手环百花齐放，功能各异。除了上面收纳的几款手环，还有纽曼、斯泰克等一些小众品牌，因为销量过于惨淡所以不作阐述，不想和太多撞手环的话可以考虑一下这几个牌子。下面用一张表格对以上手环进行一个总结。荣耀5i荣耀5OPPOKeep B1小米手环5华为手环4屏幕0.96''TFT0.95''AOMLED1.1''AOMLED0.96''彩屏1.1''AOMLED0.95''彩屏通讯功能来电提醒微信提醒短信提醒来电提醒微信提醒短信提醒来电提醒微信提醒短信提醒来电提醒微信提醒短信提醒来电提醒微信提醒短信提醒来电提醒微信提醒短信提醒支付功能扫码支付扫码支付扫码支付不支持扫码支付扫码支付触控功能单点触控单点触控单点触控单点触控单点触控多点触控腕带材质硅胶硅胶氟胶、TPUTPPE硅胶硅胶充电方式USB直插座式充电座式充电USB直插磁吸式座式充电运动模式9种10种12种十余种11种11-20种AI语音功能不支持不支持不支持不支持支持不支持健康功能睡眠监测、久坐提示、血氧检h 测、睡眠监测、久坐提示、血氧检测、睡眠监测、久坐提ge示、血氧检测、睡眠监测、久坐提示、心率监测、睡眠监测、久坐提示、心率监测、睡眠监测、久坐提示、血氧检测、防水效能50米50米50米50米50米50米商品毛重60g75g100g55g60g140g查找手机支持支持支持不支持支持支持NFC版功能公交门禁公交门禁公交门禁无NFC版公交门禁公交门禁（吐血整理，血槽已空，转载请联系！！！！！！）归纳完竞争激烈的年轻人运动人士价格区间后，接着开始整理风平浪静的高端产品。这个区间的产品比较少，主打的也是动态血压、心电、心率、血氧等功能，主要的受众也是有一定年纪的用户。dido Y1S图片来源网络，侵删与前面热情奔放的外形不同的是，这个价位的手环普遍深沉稳重，以专业医疗数值参考吸引人。当儿女的都想父母身体安康，买一对可以监测父母身体状况的手环，可以尽一份孝心。这个手环外形更贴切中老年人的着装风格。戴上手表便可以每五分钟自动测量血压、采用更高精度AFE Ti4000红外检测血氧，并且打鼾缺氧提醒。还自带HRV心跳检测，但戴在手部的心电监护准确度不如胸贴心电仪器。dido Y2图片来源网络，侵删这个算是Y1的升级版，也是众多品牌系列里，为数不多可以自动实时监控血氧的一款产品。并且还增加了一样很好的功能，就是这款产品可以作为胸贴心电仪使用。这个心电监护功能是要比戴在手上准确度要高很多。图片来源网络，侵删华为手环B6图片来源网络，侵删这个系列的手环，有好几个版本，但是功能都相似，主要表现为腕带不同（氟胶、皮革、金属）。这款产品延续了B5手环跟蓝牙耳机二合一的商务设计，屏幕也达到了1.51''大小整体，显示效果提升了一个档次。续航能力方面比较差，防水效能方面只能防止生活溅水，毕竟多了个蓝牙耳机。商务人士可以优先考虑一下，就算不喜欢手环，可以当一个蓝牙耳机盒子戴在手上。带有完善的健康监测功能的智能手环一般带有更高的价位，可能并不适合一般入门的年轻小伙伴。以下用一个表格归纳上面几款手环。dido Y1Sdido Y2华为手环B6屏幕彩色LED1.51''AOMLED信息提醒来电提醒，消息提醒来电提醒，消息提醒可拆卸为蓝牙耳机支付功能无无扫码支付触控功能单点触控单点触控多点触控运动模式10种以下10种以下自动识别运动模式防水效能30米生活防水生活防水AI语音不支持不支持支持电池续航7-14天7-14天7天以下续航硅胶硅胶氟胶、皮革、金属表带材质USB直插USB直插USB直插充电方式实时监测实时监测不支持血压监测支持支持不支持心电图监测实时测量实时测量手动测量总结本文归纳了市面上热门手环价格性能侧重点，现在智能手环的市场是由小米和华为二强争霸，小众品牌销量甚至不如两家一个产品的零头。而且基本集中在低价这一个片区竞争，都是在争夺年轻用户，小米甚至没有没有推出中高端手环。总地来说，相同价位的产品没有拉开太大差距，各个产品都有优劣。大家可以根据自己的经济情况、生活状况选择适合的产品。

答案先行：心脏疾病的预防和协助早期诊断。很多初次接触智能手环手表的宝们都会说，我知道智能手环里面有心率/血压/血氧这些生理数据监测，但是这些有啥用呢？小D简单地告诉大家我们为什么需要心率监测：1.心血管疾病是全球死亡率最高的的疾病，占全球死亡总数的31%，平均每10个人就有3个是因为心血管疾病丢了性命；2. 心血管疾病的发病年龄正在变低，由于社会压力、作息不规律、饮食习惯等影响，心血管疾病逐年年轻化；3. 心血管疾病属于慢性疾病，病程长，症状微，大多数人在发病之前没有明显症状，突然发病会有较高的生命危险；4. 医院的单次检测由于监测时间较短，无法随时捕捉到心脏异样；5. 心血管疾病的知情率只有50%左右，也就是说有一半的人患有心血管疾病自己却不知道；综合以上5点，持续心率监测能够更全面地捕捉到心脏信息，及时接收心脏发出的异常信号，对心脏病的早期诊断和预防是一个不错的方法。dido Y2采用第三代PPG光电技术，能够精准采集ECG（心电波形），并上传到心电分析平台生成智能检测报告，可以分辨32种心电图疾病，准确率跟医院普遍在使用的十二联心电图诊断法存在较低的数据误差，同时还能全天监测+储存历史数据，帮助使用者更清楚地了解自己的心血管情况。图片来源：潇磊博客

前两天接到知乎的通知这篇回答会被转载到外网，做了一定修订。以下是正文：目前已经被可穿戴设备商用的，或者有一定潜力被商用的非侵入式心率测量有几种方法：光电体积（PPG）法，心电信号（ECG）法，动脉血压法，视频法，除此之外还有一些缺乏产品级应用的测量方法，我也会在未来慢慢补充。1）光电体积（PPG）法是目前产品化最广泛的一种方法，相比其他测量方法，PPG最大的优点就在于这种方法对传感器与皮肤的接触要求非常低，哪怕是宽松到传感器与皮肤没有直接接触，中间有一定的空气间隔，传感器仍然能够获得比较理想的信噪比，这点优势在产品实际使用环境中非常显著，因为太紧密的传感器接触给人会带来明显的不适感和压迫感，用户非常偏爱可以宽松佩戴的可穿戴设备。1-1）PPG的基本原理：传感器先发射某种波长的光（测量心率时一般是用绿光），然后用光电二极管测量反射/透射的光的强度。因为人体的皮肤，骨骼，肉，脂肪等对光的反射/透射是固定的，毛细血管脉和静脉的容积也不随着脉搏变化，以上对光的反射强度均是相对固定的值，只有动脉容积的一部分血液会随着脉搏不停变换涨落，这部分血液对光的反射是波动值。这个波动的频率就是脉搏，一般跟心率是一致的，所以这个波动值是我们最关心的信号。如下图所示：固定值从下到上分别是骨骼与组织，毛细血与静脉血，动脉的本底容积，最上是变化值：动脉的变化容积这个波动变化值相对固定值非常小，是根据具体佩戴的位置（血管丰富程度与血管埋藏的深度等），具体的佩戴方式（紧密贴合还是中间有一定空气间隙），以及测量使用的波长（绿光还是红光还是红外光）不同， 一般是1：50：到1：400左右。但是现代的高精度数模转换器已经足够精确地识别这个微小地变化量了。下图是一个非常典型的，对变化值部分做了夸张处理的PPG信号：红线：红光；黑线：红外光。红光随着脉搏波动的变化量大于红外1-2）讨论一些产品级的技术细节：一个典型的PPG传感器由3部分电路构成：LED，光电二极管，和信号处理/补偿电路。手表手环等C端的产品的上游会有几家大的PPG 传感器供应商，各类琳琅满目的产品大部分都基于这几家有限的传感器供应商，当然技术实力特别强大的Apple之类的巨头公司会自己内部从头优化设计，这又是另当别论。1-2-1）LED： LED各家产品的区别不会特别大，主要是光的波长选择的区别，一般来说，1-2-1-1）因为血液对光的反射率在570nm到600nm（黄光）之间会出现剧烈变化，波长低于黄光的光（绿蓝紫，紫外）反射率比较高，而高于黄光的光（橙红，红外）反射率相对不太高。绝大多数手环手表都是测量反射光而不是透射光，那么低于黄光的光可以获得比较好的信号，就我们实际产品开发中的经验来说，前后两者的信噪比差距会达到2到6倍。1-2-1-2）但是相应的，波长越低，LED所需要的电压越高，获得相同强度的光需要功耗也越高。产品的功耗也是一大设计考量，所以不能无限度地追求低波长。这是发光二极管LED的物理特性决定的：波长越短，能量越高，激发它所需的最低电压也越高。结合1-2-1-1）和1-2-1-2）的限制，一般就选取略低于黄光波长的光，也就是绿光。市面上大部分仅测量心率的手环手表产品，都是用的绿光。也有少部分产品看起来是红光，其实这种产品是红光+红外，只是红外光看不到。此类产品往往会同时测量血氧和心率，而血氧测量必须同时使用红光和红外，并行地用红光或者红外也可单独计算出心率。虽然红光红外测得的心率信号信噪比不如绿光，但是也在可容忍的范围之内，出于省电的考虑，就不另外再加绿光了。另外绿光还有一个缺点是对深色皮肤的人效果很差，信号不太好，而红外表现更好一点，当然这个考虑主要是基于美国市场了，中国市场的消费者肤色比较接近，都比较浅。1-2-2）光电二极管，测量反射/透射的光。这个部分不同供应商是有一定技术代差的，越好的光电二极管对光子越敏感，所以在相同LED激发电流和光强的情况下，光电二极管接收到的信号越强，信噪比越好，功耗也有更大优化空间。这个部分我写得有点犹豫，就不展开评价产品/供应商了。1-2-3）信号处理与补偿电路，一般主要补偿环境光信号与运动噪声1-2-3-1）因为人类生活的环境中也有很强的光信号，有的环境光信号甚至比LED本身激发的光强数量级，比如太阳光。特别是当使用者非常宽松地佩戴手环手表时，漏进来的环境光信号会淹没LED激发的信号光，所以需要传感器本身能够补偿/滤去这种环境光，这个层面上，不同传感器供应商的解决方案有一定的差距，但不大。1-2-3-2）当使用者处在运动状态中时，那么皮肤与传感器往往也有相对运动（除非传感器与人体紧密贴合，而这一点又是消费者所不喜的），这会引入比1-1）中所叙的变化值大很多的噪声。通行的做法是在PPG传感器旁边放一个加速度仪，然后采集运动运动状态来补偿消去这个噪声。这个层面上，不同传感器供应商的解决方案基本是差不多的。1-3）PPG心率测量精确度与其在手表手环的其他应用：FDA对可穿戴设备测量的各种生理信号做了分类，PPG心率信号测量管理一般是归在general wellness类别，FDA不会太仔细检查这个类别中的产品。PPG心率测量精确度的标准是各个公司自己定的，FDA也没有给统一的标准。大家一般通用的标准是，几个使用场景中（跑步，坐下，躺倒，骑车，走路等），+/- 10bpm误差之内都算作“准确“（用基于ECG的产品作为标准，下文会介绍）；90%的数据点需要落在”准确“的范围内。其实就我内心来说觉得这个标准是有点坑爹，这个”准确“的范围也未免太宽了吧，因为正常人的静止心率范围也就60到80bpm。。。不过实际上市面上的产品（apple watch为例）表现是远高于这个标准的，它们基本可以以90%的概率落在+/-2bpm的范围内，或者98%的概率落在+/- 10bpm范围之内。而上文所提及的基于PPG的血氧测量则是归在是二类医疗器械中，要通过FDA审批相对麻烦一点，FDA对精确度也有统一标准，所以做这个功能的手环手表相对少，但是技术本身是相当成熟了。基于PPG还可以测量血压，直到现在（2019年11月），我所知道的学术界和工业界的普遍认知还是这类产品商业化还不够成熟，血压趋势可能还有点戏，但是绝对血压还差得远。但是上个月我听说了一个令人震惊的消息，Biobeat的基于PPG的绝对血压产品通过FDA了！我那天愣是半天说不出一句话，FDA官网消息如下：声明一下，我这不是打广告，这家公司的产品市面上也买不到。只要是做这方面研究的同学都能理解我震惊的心情。因为血氧和血压都不是这个问题所要讨论的，未来有空我再另外开一篇回答在其他相关问题下。2）心电信号（ECG）法是最精确的一种测量方法，是作为gold standard为其他心率测量提供参考的。目前主要被应用在一些与剧烈运动配合的心率测量产品，例如锻炼时使用的心率带。心脏窦房结有节律地控制心脏收缩舒张从而向躯干泵血。这个控制信号是一个电信号（人体神经信号在神经上都表现为电信号），会逐渐扩散到体表，可以在皮肤通过电极测量。大家去医院一般用的心电仪就是采用这个原理。这个节奏就是心率，除此之外，心电信号还可以为医生诊断提供很多参考信息。 这个方法在实际落地成为手环手表产品有2个问题：2-1）心电信号的强弱直接取决于皮肤电极的输入电阻，而输入电阻直接取决于电极与皮肤的接触情况。如果这个输入电阻太大，那基本采集不到信号。为了降低输入电阻，采集到足够强的信号，我们可以：2-1-1）涂凝胶在电极与皮肤之间，也就是用湿电极，这个做法在医院心电监护仪用用没问题，但是日常佩戴消费者吃饱了撑的愿意接受一款黏糊糊的可穿戴设备。2-1-2）不涂凝胶，也就是干电极，但是紧紧地把电极与皮肤贴合在一起，这个做法就是目前心率带的方案，但是正如上文所叙，这种压迫感会让佩戴者不那么舒服，不愿意接受24小时佩戴。另外这种方法的信号强度是不如2-1-1）的，我看到这类产品的讨论论坛上有分享的trick，当信号不好时涂口水上去。。。。anyway口水是一种不错的凝胶替代品了。。2-2） ECG本质上是测量心电信号沿着人体分布的两点不同位置的电势差，为了获得尽量强的信号，这两点之间相对心脏的距离和角度的差距就必须足够大，一般距离需要分米级才够。心率带一般是佩戴在胸部或者腹部，两个电极之间距离往往是够用的，而手表手环的物理尺寸限制了其产品最远两点往往也不够分米级。Apple watch讨了一个巧，让非佩戴手去接触apple watch的旋钮也就是电极A，测量非佩戴手指尖的电势，而apple watch背部是电极B，测量佩戴手腕部的电势，这样两个电极的距离实际上是从佩戴手的腕部到非佩戴手的指尖，距离达到了米级。3）血压法这其实是最古老的方法，中医的诊脉。在手腕或者颈部两侧，都可以经皮肤摸到动脉的压力有规律地涨落。通过压力传感器可以将这个信号变成心率。上个世纪90年代一度非常火，一些日本科学家非常热衷于这个方法，希望落地到具体产品，结果显而易见，失败了。问题主要在于脉搏点的寻找，压力选择，精确度和佩戴舒适度。3-1）脉搏点的个体差异是存在的，而可穿戴设备往往需要用户自己佩戴，而用户是缺乏专业训练的，一般人很难把传感器刚好对准脉搏点，除非你把传感器做得非常非常大，可以覆盖整个脉搏点可能出现的位置。3-2）压力的选择。这个方法需要外加一个有限度的力量到动脉，既不太大，不会完全遏制血流流动，也不太小，要足够动脉血管产生一定形变，而这个所需压力的个体差异很大。这对有经验的老中医来说问题不大，人类的手是一个非常精确敏捷的工具，但是对于仪器来说就很头大。之前科学界提供的解决方案是放一个快速的伺服电机来控制压力，控制算法的难度和整个系统的复杂度都非常之高。3-3）克服了那么多的困难，最后大家发现这个系统的精确度跟PPG菜鸡互啄，不如心电法，但是佩服舒适度又被PPG吊起来打，两头都不沾，所以基本就被商用可穿戴设备放弃了，这个方法只在医院中的病床侧的心率血压监测有一定应用，原因是这个方法可以提供无创连续的血压监测，在PPG测血压法成熟之前，这是印象里唯一的可连续监测无创监测血压的办法。袖带法测血压不是严格意义上的”连续测量“。4）视频拍摄法是不需要任何附加硬件的一种测量方法，只需要几乎每个人都有的智能手机。App store也有大量收费的免费的APP。4-1）打开视频拍摄测心率的APP，APP会直接调用手机摄像头拍摄人的面部的视频，持续一定时间：5秒到30秒，之后这段视频的每个frame会分离出RGB分量，每个颜色分量的绝对值会随着心跳而变化，这个因为一般情况下周围环境提供的可见光光变化是不大的，而面部皮肤下有丰富的血管，其反射/吸收的可见光会随着动脉血的涨落而变化，手机摄像头获得光强也随之变化。究其原理跟PPG是非常相似的。4-2）这个方法的优点显而易见，缺点也很明显：需要人手持手机一直对着面部，不太符合我们通常认知的“可穿戴设备”的使用场景。另外因为信号质量也不太好，所以一般要通过ICA之后去频域找信号，这使得每次测量必须采集足够长时间的信号，这跟前三种方法可以直接在时域里找信号相比，需要等待较长时间才能看到心率信号。5）超声测量法。这种方法的原理也是与PPG相似的，射入某种波长的机械波（PPG是电磁波），测量反射信号的随心率的涨落。超声/多普勒测量心率法最广泛的产品落地在未出生的婴儿的心率监测：胎心仪。技术上是可以小型化成可穿戴手环/手表给成人使用，但我没有看到市面上有此类产品问世。我跟同事讨论过可能的技术瓶颈，但是我自己捣鼓过一些prototype，我觉得这些瓶颈技术上都是可以克服。可能的技术瓶颈如下：5-1）小型化难度。TBD。。