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如今，每个人都非常关注健康。不管是出门佩戴手环、计步器，还是拿手机，记录自己行走的步数，已经是很多人的生活习惯了。可是，计步器到底是怎么工作的？它是怎么知道我们每天走了多少步的？
机械式计步器 原理类似摆锤
廖勇，是中国电子科学研究院工程师。他表示，“最开始的计步器是机械式的，原理其实很简单，就跟摆锤一样。因为人在走路的时候是会把那个摆锤带着动。它动一下，基本上就是人在走一步。然后摆锤动一下，和金属接触通电，就记了一步。”
智能手环和计步软件的工作原理是什么？
原来，计步器是依靠摆锤与金属的接触，才能记录我们的步数，可是现在流行的智能手环和手机里的计步软件也是这个原理吗？
廖勇解释道：“现在的手机手环里面，它一般是用一个非常小的芯片，叫三轴加速度传感器。通过这个加速度传感器，可以测量手机或者是手环在三个不同方向上的加速度。然后通过对这个加速度的值进行计算，就可以大概测出走路的步数。”
那么，这种加速度传感器是怎么知道我们走路的步数呢？
“有一种特殊的材料，叫压电陶瓷材料，根据作用在上面力的大小产生不同的形变，就可以产生不同的电压变化，通过作用在上面的力来测量出加速度，然后通过加速度就能够判断出人在走路的时候，他是在哪个方向进行运动，或者说频率大概是多少。”廖勇表示。
如何分辨手晃还是走路产生的晃动？
可是，如果用手摇晃手机，也会产生加速度，这个传感器是怎么分辨手晃和走路的区别的呢？
廖勇表示，人走路的时候，频率一定是在某一个范围之内的。比方说，一秒钟跨出多少步，或者说一分钟只能走出多远。如果人拿着手机在晃的话，频率会非常快。其次，（晃动）加速度变化比人在走路的加速度变化要大得多。基本上通过这两个方面，就能够判断出来到底是人拿着手机在晃，还是真正的一个人在走。
加速度传感器应用广泛
其实，计步功能只是加速度传感器的一部分应用。在车辆安全、桥梁健康等方面，加速度传感器都有着非常重要的作用。
廖勇介绍说：“车上的安全气囊为什么会弹起来？车开到一定速度以上，然后突然停下来，安全气囊就会弹出来，这实际上是有一个加速度传感器在测量车在前进方向的加速度。通过一个量的变化，来判断现在应不应该把安全气囊弹出来。”
此外，加速度传感器还可以应用在桥梁的健康监测中。传感器技术与计算机技术，通信技术并称为现代信息技术的三大支柱。航天运载火箭上，采用的传感器达2000多个；一架民航客机所用的传感器也有上千个。可以说，任何自动控制装置和系统都离不开传感器技术。
如今，每个人都非常关注健康。不管是出门佩戴手环、计步器，还是拿手机，记录自己行走的步数，已经是很多人的生活习惯了。可是，计步器到底是怎么工作的？它是怎么知道我们每天走了多少步的？
机械式计步器 原理类似摆锤
廖勇，是中国电子科学研究院工程师。他表示，“最开始的计步器是机械式的，原理其实很简单，就跟摆锤一样。因为人在走路的时候是会把那个摆锤带着动。它动一下，基本上就是人在走一步。然后摆锤动一下，和金属接触通电，就记了一步。”
智能手环和计步软件的工作原理是什么？
原来，计步器是依靠摆锤与金属的接触，才能记录我们的步数，可是现在流行的智能手环和手机里的计步软件也是这个原理吗？
廖勇解释道：“现在的手机手环里面，它一般是用一个非常小的芯片，叫三轴加速度传感器。通过这个加速度传感器，可以测量手机或者是手环在三个不同方向上的加速度。然后通过对这个加速度的值进行计算，就可以大概测出走路的步数。”
那么，这种加速度传感器是怎么知道我们走路的步数呢？
“有一种特殊的材料，叫压电陶瓷材料，根据作用在上面力的大小产生不同的形变，就可以产生不同的电压变化，通过作用在上面的力来测量出加速度，然后通过加速度就能够判断出人在走路的时候，他是在哪个方向进行运动，或者说频率大概是多少。”廖勇表示。
如何分辨手晃还是走路产生的晃动？
可是，如果用手摇晃手机，也会产生加速度，这个传感器是怎么分辨手晃和走路的区别的呢？
廖勇表示，人走路的时候，频率一定是在某一个范围之内的。比方说，一秒钟跨出多少步，或者说一分钟只能走出多远。如果人拿着手机在晃的话，频率会非常快。其次，（晃动）加速度变化比人在走路的加速度变化要大得多。基本上通过这两个方面，就能够判断出来到底是人拿着手机在晃，还是真正的一个人在走。
加速度传感器应用广泛
其实，计步功能只是加速度传感器的一部分应用。在车辆安全、桥梁健康等方面，加速度传感器都有着非常重要的作用。
廖勇介绍说：“车上的安全气囊为什么会弹起来？车开到一定速度以上，然后突然停下来，安全气囊就会弹出来，这实际上是有一个加速度传感器在测量车在前进方向的加速度。通过一个量的变化，来判断现在应不应该把安全气囊弹出来。”
此外，加速度传感器还可以应用在桥梁的健康监测中。传感器技术与计算机技术，通信技术并称为现代信息技术的三大支柱。航天运载火箭上，采用的传感器达2000多个；一架民航客机所用的传感器也有上千个。可以说，任何自动控制装置和系统都离不开传感器技术。
如今，每个人都非常关注健康。不管是出门佩戴手环、计步器，还是拿手机，记录自己行走的步数，已经是很多人的生活习惯了。可是，计步器到底是怎么工作的？它是怎么知道我们每天走了多少步的？
机械式计步器 原理类似摆锤
廖勇，是中国电子科学研究院工程师。他表示，“最开始的计步器是机械式的，原理其实很简单，就跟摆锤一样。因为人在走路的时候是会把那个摆锤带着动。它动一下，基本上就是人在走一步。然后摆锤动一下，和金属接触通电，就记了一步。”
智能手环和计步软件的工作原理是什么？
原来，计步器是依靠摆锤与金属的接触，才能记录我们的步数，可是现在流行的智能手环和手机里的计步软件也是这个原理吗？
廖勇解释道：“现在的手机手环里面，它一般是用一个非常小的芯片，叫三轴加速度传感器。通过这个加速度传感器，可以测量手机或者是手环在三个不同方向上的加速度。然后通过对这个加速度的值进行计算，就可以大概测出走路的步数。”
那么，这种加速度传感器是怎么知道我们走路的步数呢？
“有一种特殊的材料，叫压电陶瓷材料，根据作用在上面力的大小产生不同的形变，就可以产生不同的电压变化，通过作用在上面的力来测量出加速度，然后通过加速度就能够判断出人在走路的时候，他是在哪个方向进行运动，或者说频率大概是多少。”廖勇表示。
如何分辨手晃还是走路产生的晃动？
可是，如果用手摇晃手机，也会产生加速度，这个传感器是怎么分辨手晃和走路的区别的呢？
廖勇表示，人走路的时候，频率一定是在某一个范围之内的。比方说，一秒钟跨出多少步，或者说一分钟只能走出多远。如果人拿着手机在晃的话，频率会非常快。其次，（晃动）加速度变化比人在走路的加速度变化要大得多。基本上通过这两个方面，就能够判断出来到底是人拿着手机在晃，还是真正的一个人在走。
加速度传感器应用广泛
其实，计步功能只是加速度传感器的一部分应用。在车辆安全、桥梁健康等方面，加速度传感器都有着非常重要的作用。
廖勇介绍说：“车上的安全气囊为什么会弹起来？车开到一定速度以上，然后突然停下来，安全气囊就会弹出来，这实际上是有一个加速度传感器在测量车在前进方向的加速度。通过一个量的变化，来判断现在应不应该把安全气囊弹出来。”
此外，加速度传感器还可以应用在桥梁的健康监测中。传感器技术与计算机技术，通信技术并称为现代信息技术的三大支柱。航天运载火箭上，采用的传感器达2000多个；一架民航客机所用的传感器也有上千个。可以说，任何自动控制装置和系统都离不开传感器技术。
从 iOS 8 时代的发布到 iOS 13 时代的重大更新，数以万计的应用接入了健康 App 的 HealthKit 中，这些第三方应用既可以写入数据到健康 App 中，也可以从健康 App 中读取各种各样的数据。得益于 Apple 强大的软硬件生态和优秀的开发者氛围，越来越多的第三方 App 利用 HealthKit 做出了比官方健康 App 还要强大或者有趣的功能。
作为一名自我量化爱好者，我在这数年间也体验了很多健康相关的 App，下面我就为大家推荐几款我最喜欢的第三方健康 App。
Grow平台：iOS下载 AppGrow 的习惯记录与 iOS 系统本身的健康数据进行了深度绑定，包括步数、睡眠、跑步距离、能量、正念分钟数等数据会自动导入到 Grow 中，当有新的运动记录产生时会第一时间更新，一旦设定的目标达成就会自动打卡。
在 Grow 中，每一个习惯都被设计成了一张精美的卡片展示在首页。在卡片上，我们可以清晰地掌握这个习惯在当天的进度，还可以了解当前一周的完成情况。
如果我想了解关于这个习惯更多的信息，点击卡片进入详情页后，可以看到趋势和设置两个模块。
在趋势模块中，我可以看到连续完成天数、历史完成率、总数、每日平均数等 4 个数据，并且卡片上的周视图拓展成了时间区间更大的月视图。而在设置模块中，我可以任意更改这个习惯的目标数和消息通知的触发进度，充分满足了每一个人的个性化需求。
除了习惯卡片的瀑布式展示，Grow 还有一个单独的每日小结页面，聚合了我所有的习惯目标和完成情况，并且会根据完成进度来计算出当天的完成百分比。如果我完成了所有目标，就可以赢取今日份的完美一天奖牌。
有意思的是，就算我没有 100% 完成当天的目标，但只要达到 80% 的进度以上，也会得到一块银色奖牌以资鼓励。如果当天真的有特殊情况，那么我还可以选择跳过某个习惯，这样也可以确保我的进步不被影响。
FitnessView平台：iOS / watchOS下载 App如果你喜欢运动或者量化自我，那么你一定会喜欢由 WaterMinder 开发者最新推出的 FitnessView。这款应用专注于展示和记录健康数据，通过优秀的 UI 设计将原本简单的数据用更加美观易懂的方式展示在 iPhone 和 Apple Watch 上。
除了实时追踪运动圆环的进度，FitnessView 可以完全自主选择健康目标，然后在主页上汇聚，形成一个个人健康仪表盘，所有我关心的健康数据全都一目了然。每一个健康卡片包含了当前的数据和进度，点击则可以进入详情页，可以看到一天中的数据分布以及总计、平均值等更多数据。
在 Apple Watch 上，FitnessView 也针对不同的表盘设计了各种样式的复杂功能，这样一来很多时候我只需抬起手腕就能轻松掌握自己的目标实时完成进度。
FitnessView 的健康数据展示主要分为两大部分：状态和训练。在「状态」部分，我可以通过天、周、月、年等不同的时间维度来分析自己的健康或者运动数据，还可以通过折线图来直观地对比今天和昨天在同一时间点的状态。
在「训练」部分，我可以按照时间顺序查看自己的每一次训练，也可以按照训练的类型来分别查看。在训练详情页中，我可以看到自己在每一个阶段的心率情况，还可以看到最小 / 最大心率、平均步速、活跃卡路里等更多的数据。
FitnessView 不仅可以展示健康数据，还可以方便地录入数据。在每一个健康卡片里，都有一个快速添加的模块，以「水」为例，我可以快速录入 250 毫升、350 毫升、550 毫升、750 毫升、1000 毫升等。这里有一个小技巧，就是在桌面上放一个小组件，将打开方式设置为「打开详情界面」，这样一来点击小组件后就可以直接快速录入健康数据了。
FitnessView 的小组件是我见过自定义程度最高的，除了小、中、大三种尺寸，我还可以选择每一个小组件的样式、目标、主题、颜色、摘要、打开方式等。最让我赞叹的是，除了应用默认的小组件，我还可以根据自己的需求从头创建一个全新的小组件，充分满足了我个性化的需求。
Gyroscope平台：iOS / watchOS / Android / Web下载 AppGyroscope 是 iOS 上一款老牌的自我量化工具，以其精美的数据展示界面和昂贵的订阅价格而闻名。这些年开发者一直对这款应用保持着高频率的更新，各种功能也层出不穷。
初识 Gyroscope 的时候，我就被它精致的图表所惊艳到了。当一堆看似杂乱无章的数据在 Gyroscope 中变成一张张制作精美的卡片时，那种震撼是让你很难抗拒的，我想方设法去打通 Gyroscope 上的每个 Integration，让自己的数据来源尽可能地多样化，为的就是那一张张卡片。
我用 Apple Watch 来获取步数、消耗的卡路里、心率和运动时间，用 RescueTime 来记录 Macbook Pro 上各个应用和网页使用的时间，用 Last.fm 记录我的听歌时间，用 Sleep Cycle 来检测我的睡眠质量，用 Calm 来帮助我冥想，一切的一切都是为了给 Gyroscope 服务。
不过，随着订阅服务的升级，价格也是水涨船高。在原先的 Pro 订阅基础上，Gyroscope 还推出了 Track、Score、Xray、Coach 等不同档的会员。
Challenges平台：iOS / watchOS下载 AppChallenges 是一款专为 Apple Watch 用户设计的第三方健康 App，可以让我与世界上更多热爱运动的人一起互相挑战和分享运动的快乐。虽然 Apple 官方的健身 App 也可以与别人分享数据和发起挑战，但是只能添加通过 Apple ID 来添加自己认识的朋友，社交范围比较局限。
在 Challenges 中，有两种挑战模式：一种是与 Apple 官方健身 App 中类似的「闭合圆环」模式，另一种是「健康饮食」模式。在健身 App 中，我们只能与朋友发起一对一的挑战，而 Challenges 还支持 4 人组团，根据团队的总分进行排名，这就增添了更多的乐趣。
除了数据上的分享和比拼，我们还可以 在 Challenges 的评论区中进行互动交流，有时是鼓劲加油，有时是心得体会交流，其乐融融的氛围可以帮助我们更加热爱运动、享受运动。
HealthView平台：iOS / watchOS下载 AppHealthView 是一款用来展示健康数据的桌面小组件 App，可以在主屏幕上通过小组件展示单个或者多个健康数据在当日的数据。
在 HealthView 的应用本体内，我可以看到所有健康 App 内的数据在 HealthView 中展示。不过，令人匪夷所思的是免费版只能查看步数、距离和卡路里等 3 个数据，其它的数据都要付费解锁才可以查看。
除了 iOS 设备的小组件，HealthView 还支持在 Apple Watch 中添加各种丰富的 Complication，还可以自定义显示的健康数据。
Streaks平台：iOS / iPadOS / watchOS / macOS下载 AppStreaks 是一款非常特别的习惯养成 App，里面预设了很多项与健康中心相连的项目，包括我们常用的走路、跑步、记录体重、睡眠、就寝时间等健康数据和饮水量、糖摄入量、摄入量等饮食数据，这些项目无需手动点击完成，仅需授权健康中心写入数据，在达到目标后它会自动识别完成。
主流的习惯养成类 App 都不能同时查看多个单项目的近期完成情况，但是 Streaks 能。点击右下角的按键，就能以「日历」或「详情」的形式同时查看所有任务的近期完成度，可谓真正的一手掌控。
Today平台：iOS / watchOS下载 AppToday 也是一款我很喜欢的老牌习惯养成应用，它和 Streaks 一样可以直接从系统健康 App 中来读取数据，自动完成打卡。
Today 的习惯任务非常有意思，我可以为每一个习惯任务添加卡片，可以是健康 App 中的数据指标、计数器、日历、照片库、里程碑等多种形式。如果我选择健康数据的卡片，Today 就可以从健康 App 中直接读取数据，并且展示在卡片中。
Today 的全屏展示习惯任务也是我非常喜欢的一个设计，这样一来我就可以选择自己喜欢的图片作为背景图，而且在任意位置双击就可以轻松完成打卡。
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