据说市面上最好的可穿戴产品方案都这么做

上网时间: 2015年07月23日? 作者:赛普拉斯技术稿? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:蓝牙智能? 可穿戴产品方案? 光学心率监测?

光学心率监测获取数据

让我们以一款可监测心率的手环为例(参见图4)。光学心率监测器的工作原理是光电容积脉搏波(PPG)技术,它通过处理血容量的变化生成心率数据。该技术使用一个LED照亮人体组织,并使用一个光电二极管测量反射信号,后者包含血容量变化的信息。一个跨阻放大器(TIA)将光电流转换为电压,该电压然后被一个模数转换器(ADC)转换为数字信号。这个数字信号然后在手环处理器的固件中被处理,以去除直流偏移和高频噪声,从而检测出心率;此外,还可以使用有源滤波器在模拟域中进行过滤。

据说市面上最好的可穿戴产品方案都这么做_《国际电子商情》图4:手环心率监测器分析传感器处的血容量变化导致的光信号的变化。一个光电二极管读取反射信号,一个跨阻放大器将光电流转换为电压。模拟信号必需被转换为数字信号,然后经过过滤,才能获得心率数据。_1
图4:手环心率监测器分析传感器处的血容量变化导致的光信号的变化。一个光电二极管读取反射信号,一个跨阻放大器将光电流转换为电压。模拟信号必需被转换为数字信号,然后经过过滤,才能获得心率数据。

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完成数据分析后,设备使用一条蓝牙链路将心率数据发送到手环或支持蓝牙智能协议的设备上的蓝牙智能控制器。在某些光学心率监测器中,可穿戴设备使用一个单独的控制器处理心率数据,该控制器通过I2C/SPI/IART协议与主处理器通信。

在这些系统中,多个离散组件的使用不仅在电兼容和测试方面增加了系统的复杂性,而且还增加了功耗(因为缺乏对不使用时的AFE的控制)、BOM成本和PCB的尺寸。

为了解决这些问题,多家厂商推出了基于片上系统(SoC)架构的设备。这些设备不仅内置一个控制器,而且还包含可用于实现大多数基本AFE和数字功能的模拟和数字系统。其中一款控制器就是基于赛普拉斯可编程片上系统(PSoC)架构的PSoC 4 BLE。该款SoC专为可穿戴市场而设计,包含一个8-MHz ARM-Cortex-M0 CPU、众多可配置模拟和数字资源和一个内置的蓝牙智能子系统(参见图5)。

据说市面上最好的可穿戴产品方案都这么做_《国际电子商情》图5:PSoC 4 BLE在一个封装中内置了处理器、存储器件、连接器件、电源管理器件以及模拟和数字资源。_3
图5:PSoC 4 BLE在一个封装中内置了处理器、存储器件、连接器件、电源管理器件以及模拟和数字资源。

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