A fejlesztésben érdekelt startup cégek számára a legnagyobb nehézséget a prototípusok kifejlesztése és azok tesztelésre átadása, illetve természetesen a gyártás korai szakaszai jelentik. Az elektronikai rész integrálása a ruházatba, ruházati kiegészítőkbe (pl. karkötők, derékszíjak stb.) elég jelentős megkötéseket jelent a termékek fizikai kialakítását tekintve. Bár elméletileg lehetséges a hagyományos fejlesztőrendszerek használata, a végeredmény ezekben az esetekben valószínűleg túlságosan terjedelmes lesz már a tesztelés szempontjából is. Például: egy olyan alváselemző rendszer, amelynek már a viselése is kényelmetlen, nagy valószínűséggel elfogadható eredmények produkálásra sem lesz képes, ami egyenes utat jelent a piaci kudarc felé.
A viselhető eszközök felhasználási modelljei olyan fejlesztőplatform után kiáltanak, amelyek képesek a mikroprocesszor, szenzorok, interfészek és rádiókommunikáció hatékony integrálására, lehetővé téve a mért/feldolgozott adatok elosztóhoz továbbítását (amely rendszerint a felhasználó tulajdonában álló okostelefon lehet). A rendszer vezeték nélküli kommunikációja lehetővé teheti azt is, hogy az elosztóeszköz a testen lévő több szenzor adatait is begyűjtse. Ehhez a fejlesztők egy sor vezeték nélküli rádiókommunikációs szabványból válogathatnak a nem engedélyhez kötött használatú, 2,4 GHz, 433 vagy 868 MHz frekvenciákon. A lehetőségek sorát többek között a Bluetooth Smart, a 6LoWPAN, valamint az IEEE 802.15.4vagy IEEE 802.15.4a-alapú, egyedi interfészek erősítik.
A Bluetooth Smart egyik nagy előnye, hogy gyakorlatilag bármely okostelefonnal vagy táblagéppel kompatibilis. A Bluetooth-protokoll egyik legutóbbi frissítése során a vezeték nélküli interfész fogyasztása drámaian visszaesett, a protokoll jelentősen csökkent sebezhetősége folytán pedig az adatbiztonság szempontjából kritikus, személyi szenzoros alkalmazások előtt is megnyílt az út. Noha a Bluetooth vezeték nélküli rádiókommunikációs technológiaként várhatóan egyeduralkodó marad a viselhető eszközök piacán, léteznek más megoldások is, más előnyökkel. Az ultra-szélessávú UWB-technológiára épülő IEEE 802.15.4a szabvány például nemcsak kommunikációs alapot biztosít a szenzorhálózatok számára, hanem nagy pontosságú beltéri pozicionálást is támogat.
Számos viselhető okoseszköz végzi felhasználója, ill. közvetlen környezete olyan fiziológiai adatainak rögzítését a szenzorok segítségével, amely mozgáselemzést, szívritmus- és bőrhőmérséklet-mérést, illetve környezetiparaméter-elemzést (pl. légnyomás) tesz lehetővé. A szenzorok egységesítése és összehangolása a viselhető okoseszközöknél igen fontos, súlyponti kérdés a hardver- és szoftverfejlesztés tekintetében is, hiszen a megfelelő végeredmény érdekében a különböző szenzorok adatainak, működésének koordinálása igen fontos, ezáltal a hordható okoseszköz „tudatossága” a felhasználó, ill. környezete tekintetében garantálható. Például: a gyorsulásmérők és giroszkópok által mért mozgásirány, illetve a szívritmusmérési eredmény alapján az okoseszköz meg tudja állapítani, hogy a viselője éppen fut-e, ráadásul anélkül, hogy a viselő bármilyen gombot megnyomna vagy egyéb adatbevitelt végezne az eszköz utasítása, programozása érdekében.
A mai egyik legerősebb trend szerint a fejlesztők támogatásának fő eszköze olyan kombinált, modulba integrált szenzorhálózatok elérhetővé tétele standard piaci termékként, amelyek megvalósításához korábban többnyire egyedi integrált áramkörök kellettek. Jó példa erre az OSRAM SFH 7050 BioMon szenzoralkatrész, amelyet a gyártó a viselhető fitnesz- és wellnesskiegészítőkre mutatkozó igény nyomán fejlesztett ki. Az eszköz háromféle, fénydetektorral összeintegrált LED-et valósít meg. A LED-eket úgy választották meg, hogy megfeleljenek különféle fiziológiai adatok méréséhez: a zöld fény kifejezetten alkalmas pulzusmérésre a csuklón, a vörös az ujjbegyen végzett pulzusmérésre és pulzoximetriára (véroxigénszint-mérésre) ideális, míg az infravörös fénnyel operáló LED közelségmérésre optimális megoldás, amely alapján a szoftver automatikusan dönthet a megfelelő rendszerüzemmód aktiválásáról.
Ennél a megoldásnál kifejezetten könnyen látható, hogy a több LED integrált támogatása miként egyszerűsíti a szenzorok összehangolását. Néhány, fitneszkategóriába eső piaci termék különböző LED-ek kombinált mérési eredménye alapján állapítja meg például a viselő pulzusát. Ha a különböző források eredményei alapján a mérések konzisztens adatokat szolgáltatnak, a végeredmény megbízhatósága is nagyobb lesz. A zöld fény elnyelődésének mértéke a csuklónál futó érben áramló vérmennyiséggel arányos, de a mérés támogatására az infravörös szenzor is befogható, hiszen minél magasabb a vérnyomás, annál nagyobb a szenzor körüli nyomás, amely folytán a szenzor által mért fénymennyiség is megváltozik.
Véroxigénszint-mérésnél a vörös fényű LED mellett szintén felhasználhatók az infravörös szenzor jelei. Az oxigénhiányos vér fénye a kékeshez közelít, amely a vörös fény elnyelését jelenti. Az oxigéndús vér ezzel szemben nem nyel el sok vörös fényt, azonban az infravörös tartományban annál inkább abszorbeál. Az elnyelési karakterisztikák átmenete ezáltal hasznos információt szolgáltat a véroxigénszint-mérés megbízhatóságára nézve.
A szenzoralapú viselhető eszközök teljesítményének megítélése során rendkívül fontos paraméter az energiafogyasztás is. Méretes akkumulátor vagy elem számára nagyon ritkán áll rendelkezésre elegendő hely, ha emberi testen viselhető eszközökről beszélünk. Az energiahatékonyságot fokozandó, a fejlesztők előszeretettel használják ki a modern, energiahatékony mikrokontrollerek különböző alvó üzemmódjait. Például az ARM Cortex-M architektúrára épülő Texas Instruments MSP432 is számos ilyet támogat.
Jóllehet a felhasználó számára úgy tűnhet, hogy a viselt okoseszköze folyamatosan monitorozza a szenzorjeleket, a viselője mozgását, a környezeti és fiziológiai paramétereket, valójában nincs szükség a jelek nagy sebességű mintavételezésére. Néhány bemenet esetében elegendő másodpercenként néhányszor (nagy felbontású mintavételezés esetén pár százszor) végezni a mintavételezést. A két mintavételezés között eltelő időhöz képest a szenzorjelek feldolgozása (még koordinált szenzorhálózat esetén is) jellemzően kevés időt vesz igénybe, ezáltal a mikrokontroller számottevő ideig tartható alvó állapotban. Ez az alacsony aktivitási ciklus elősegíti a fogyasztás visszaszorítását és a hosszú telepélettartamot.
Piaci termékről lévén szó, a végtermék esetében az esztétika és ergonómia is kiemelten fontos szerephez jut, ami egyet jelent a hagyományos beágyazott rendszerekre jellemző, négyszögletes formatényezőknek való búcsút intéssel. Az Arduino Lilypad rendkívül jó példája ennek a kezdeményezésnek. A széles körben használt Arduino szoftverfejlesztő környezettel teljesen kompatibilis elektronikai rész egy kerek, nyomtatott áramköri hordozón került elhelyezésre, a szerelőfuratok elhelyezése miatt pedig kifejezetten alkalmas arra, hogy ruhadarabra varrva teljesítsen szolgálatot. Hasonló ehhez az Adafruit Industries Flora, amely a LilyPadnél valamelyest kisebb, azonban gazdagabb beépített szenzorkészlettel és kommunikációs képességekkel, valamint memóriával rendelkezik, ám egyedi I/O implementálására szerényebb lehetőségeket kínál.
Apró mérete folytán az Intel Curie egyik felhasználási modellje éppen a különböző kialakítású és formatényezőjű, viselhető eszközök. Az inggombnál csupán kicsivel nagyobb méretei dacára a négyszögletes formatényezőjű Curie egy teljes, 32 bites Intel Quark processzort, egy hattengelyes mozgásérzékelőt, Bluetooth Smart-kompatibilis kommunikációs modult és 384 KiB flash memóriát is tartalmaz. Az Intel közreműködésével létrejött Genuino 101 oktatási- és fejlesztőplatform nem kevesebbet ígér, mint a Curie-platform teljesítményének és alacsony fogyasztásának egészséges kombinációját az Arduinóra jellemző egyszerűségével – mindezt természetesen rendkívül vonzó áron.
A háromdimenziós nyomtatás rendkívül hasznos támogatást nyújt a prototípusfejlesztés és a kis sorozatú, tesztcélú gyártás során. A nagy állóképességű, megfelelő fizikai kialakítású burkolat tervezése, majd a 3D-s nyomtatóval való legyártása rendkívül egyszerű és gyors az olyan, ingyenesen elérhető szoftverekkel, mint például az RS Components DesignSpark Mechanical. Így például akár a LilyPadhez és a hozzá hasonló, apró méretű áramköri kártyákhoz gyerekjáték olyan burkolatot tervezni, amely megfelelő védelemmel látja el a viselhető okoseszköz elektronikáját és szenzorait tényleges használat (viselet) során.
A viselhető eszközök prototípusfejlesztésének további eszközei a végleges alkalmazásra optimalizáláshoz állnak közelebb. A TI Chronos például egy olyan, az MSP430 mikrokontroller és kijelző köré épített, vezeték nélküli okosóra-fejlesztőplatform, amely konkrétan készen áll arra, hogy viseljék, azonban szétszedhető annak érdekében, hogy a belsejét egyedi áramköri kártyára cseréljék. Az alapcsomag a mozgásérzékelésre használt nyomásérzékelőt és gyorsulásmérőt, illetve az okoselosztóhoz való adattovábbításért felelős, vezeték nélküli kommunikációs modult tartalmazza.
A kereskedelmi forgalomban készletről elérhető hardverelemek, a háromdimenziós nyomtatási technológia és a szenzormodulok széles választékának kombinációja minden korábbinál szélesebb fejlesztői kör számára biztosít gyors, költséghatékony és kényelmes elérhetőséget a viselhető okoseszközök fejlesztéséhez és prototípusgyártásához. Ennek következtében a piacra minden bizonnyal sokkal több terméktípus fog kikerülni a viselhető okoseszközök kategóriájában, mint valaha.
