Konektivita

Aby bylo možné získaná data ze senzorů dále zpracovávat a lépe prezentovat uživateli, musí být nositelná zařízení schopna komunikovat s dalšími zařízeními jako je například chytrý telefon. Další možností je přímé připojení k internetu odeslání dat ke zpracování do cloudu.

U nositelných zařízení jasně převažuje bezdrátová konektivita. Výrobci využívají různých druhů bezdrátové konektivity. Jednotlivé druhy odlišuje zejména spotřeba energie, dosah a druh zařízení, se kterým je komunikace navazována. V následujícím textu popíšu technologie a standardy, které se využívají pro spojení nositelných zařízení s okolním světem.

Bluetooth

Standard pro bezdrátovou komunikaci propojující dvě a více zařízení zveřejněný firmou Ericsson v roce 1994. Má za úkol minimalizovat nekompatibilitu rozhraní různých zařízení a lze jej využít téměř v jakémkoliv zařízení. Bluetooth využívá pásmo o frekvenci 2,4 GHz.

Od té doby prošel mnoha inovacemi a na vývoji nových verzí pracuje Bluetooth Special Interest Group. V roce 2011 byl uveden Bluetooth Low Energy (BLE) integrovaný do standardu Bluetooth 4.0. Bluetooth Low Energy, jak z názvu vyplývá, je zaměřen na nízkou spotřebu energie. Zařízení od verze 4.0 podporují oba dva protokoly Bluetooth Classic a Bluetooth Low Energy

Nejrozšířenější verzí je Bluetooth 4.2. V interiéru má dosah 10 m a 50 m v exteriéru.

Výhodou oproti předchozí verzi Bluetooth 3.0 je nižší energetická náročnost pro malé datové toky díky využití dříve zmíněného protokolu BLE. To je velká výhoda právě pro použití v nositelných zařízeních. V roce 2016 byla vydána verze Bluetooth 5.0, která má ještě nižší energetické nároky, ale vetší dosah (až 40 m v interiéru a 240 m v exteriéru). Dosah je závislý na rychlosti přenosu dat, kde se může volit 125 kb/s, 500 kb/s, 1 Mb/s a 2 Mb/s – čím je rychlost větší, tím se dosah zmenšuje. Dále vylepšuje spolehlivost komunikace v ruchu a je orientována na bezpečnost. Nejnovější verze Bluetooth 5.2 z roku 2020 přidává oproti verzi 5.0 přesnější určování polohy, zlepšený přenos zvuku a opět snížení spotřeby energie. Standard Bluetooth využívá pro různé druhy komunikace odlišné profily. Ty se odlišují sadou instrukcí, pomocí kterých spolu zařízení komunikují.

Nositelná zařízení využívají konektivity Bluetooth pro komunikaci s chytrým telefonem, kde je většinou nutné naistalovat aplikaci od výrobce nositelného zařízení. Přes tuto aplikaci poté probíhá veškerá komunikace. Tedy příjem notifikací z aplikací sociálních sítí, emailu, SMS a hovorů. Ale také příjem dat ze senzorů, kontrola aktualizací a nastavení samotného zařízení. (27–29)

Wi-Fi

Technologie pro bezdrátový přenos dat v lokální síti (LAN). Wi-Fi pracuje ve dvou základních bezplatných pásmech 2,4 GHz (vyšší propustnost, menší rychlost) a 5 GHz (menší propustnost, vyšší rychlost). Konkrétní specifikace jsou uvedené v rodině standardů IEEE 802.11. Písmena uváděná za označením 802.11 (např. a, b, g, nebo n) uvádějí konkrétní variantu standardu.

Wi-Fi připojení umožňuje nositelnému zařízení přímo odesílat a přijímat data z internetu.

Díky tomu lze využívat jednoduché internetové prohlížeče, aplikace sociálních sítí, stahovat další aplikace a hudbu bez připojení k chytrému telefonu. Nevýhodou Wi-Fi je velká spotřeba energie, a proto není tolik využívána jako Bluetooth. (30)

ANT a ANT+

Bezdrátový protokol s velmi nízkou spotřebou energie určený pro posílání informací mezi zařízeními. Využívá se pro sítě senzorů s nízkou datovou rychlostí a v souvislosti s nositelnými zařízeními pro bezdrátové připojení senzorů využívaných při sportu, fitness

Inc, kterou v roce 2006 kopila společnost Garmin a v roce 2018 došlo k přejmenování na Garmin Canada Inc. Ke komunikaci používá protokol stejné frekvenční pásmo jako Bluetooth a Wi-Fi (přesně od 2400 MHz do 2524 MHz).

Protokol ANT+ je založen na protokolu ANT a má ve frekvenčním pásmu vyhrazenou frekvenci 2457 MHz. Jeho hlavní výhodou je, že využívá tzv. profilů, které jsou vázané na konkrétní případ užití. Například monitor srdečního tepu odešle informace o srdeční frekvenci, která je definována v profilu zařízení ANT+ pro monitor srdečního tepu. Tyto profily zařízení jsou sdíleny mezi všemi výrobci zařízení s ANT+. To umožnuje vzájemné propojení všech zařízení ANT+ bez ohledu na výrobce. Sdílení profilů ANT+ stálo za vznikem ANT+ Aliance, která čítá stovky společností se závazkem, že jejich zařízení vybavená ANT+ budou plně interoperabilní s ostatními ANT+ zařízeními. (31, 32)

NFC

NFC je zkratka z Near Field Communication. Z anglického pojmenování je patrné, že se standart zabývá komunikací na krátkou vzdálenost (od dotyku až po několik centimetrů).

NFC je založeno na starší technologii RFID (radiofrekvenční komunikace). Ta k přenosu používala elektromagnetickou indukci. Zařízení vybavená NFC mohou být aktivní nebo pasivní. Aktivní zařízení mohou odesílat a přijímat data. Aktivním NFC zařízením může být chytrý telefon, platební terminál nebo čtečky karet. Pasivní zařízení jsou různé značky a malé vysílače, které mohou pouze odesílat data do aktivních NFC zařízení. Rozdíl mezi aktivním a pasivním zařízením je ten, že pasivní nemá vlastní zdroj napájení a využívá tak elektromagnetické pole vytvořené aktivním NFC zařízením.

Oproti Bluetooth má NFC výhodu v menší spotřebě energie a v daleko rychlejším připojení zařízení (nevyžaduje párovaní). Nevýhody jsou pomalejší připojení 424 kb/s a dosah přibližně 10 cm.

V nositelných zařízeních je NFC využíváno pro bezkontaktní platby (Apple Pay, Garmin Pay, Samsung Pay) a rychlé spojení zařízení. (33)

eSIM

Embedded SIM je vestavěný čip, který nahrazuje standardní SIM kartu. Data, která jsou na SIM kartě nahraná od operátora se na eSIM stahují prostřednictvím internetu. Jinak se funkce eSIM od SIM neliší. eSIM se začala využívat právě v chytrých nositelných zařízeních.

Díky tomu není třeba řešit konstrukční zpracování „šuplíku“ pro SIM kartu. To přináší výhody z hlediska odolnosti a úspory místa. Zároveň je možné se zařízením telefonovat a povolit připojení skrze mobilní data bez připojení k chytrému telefonu. (34)

LTE

Zkratka LTE znamená Long Term Evolution. V telekomunikacích je to označení technologie pro vysokorychlostní přenos dat v mobilních sítích. Teoretická rychlost stahování je 172,8 Mbit/s a odesílání 57,6 Mbit/s. Skutečná rychlost mimo jiné závisí na šířce pásma, kterou daný operátor používá. V ČR jsou využívána pásma 1 (2100 MHz), 3 (1800 MHz), 7 (2600

MHz), 8 (900 MHz) a 20 (800 MHz). Dále rychlost závisí také na počtu uživatelů, kteří jsou připojeni k jednomu zdroji mobilního signálu. LTE připojení je možné díky technologii eSIM, kterou jsem uvedl výše.

USB

Universal Serial Bus je známá především z PC. Na rozdíl od předchozích technologií se nejedná o bezdrátový způsob přenosu dat. Nositelné zařízení je možné propojit kabelem s PC nebo notebookem a zobrazit data ze zařízení, aktualizovat firmware nebo provést jednoduchá nastavení (např. data a času). Tento způsob připojení je využíván spíše u levnějších zařízení a USB může zároveň sloužit k nabíjení.