隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，可穿戴產(chǎn)品已得到廣泛普及。可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)多項(xiàng)關(guān)鍵生理指標(biāo)，在指標(biāo)出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)出警報(bào)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至專(zhuān)業(yè)醫(yī)療設(shè)備或個(gè)人移動(dòng)終端。目前市面上的可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備種類(lèi)豐富，涵蓋心率監(jiān)測(cè)儀、血壓計(jì)、體脂分析儀以及睡眠監(jiān)測(cè)儀等。本文將介紹賽普拉斯 PSoC BLE 方案在可穿戴心率監(jiān)測(cè)儀中的應(yīng)用。

可穿戴心率監(jiān)測(cè)儀的研發(fā)初衷

心率指單位時(shí)間內(nèi)的心臟跳動(dòng)次數(shù)，是評(píng)估心臟功能的重要指標(biāo)，也能反映人體的身心負(fù)荷狀態(tài)。因此，研發(fā)一款可穿戴心率監(jiān)測(cè)儀具備實(shí)際應(yīng)用價(jià)值 —— 該設(shè)備可持續(xù)記錄、顯示并存儲(chǔ)心率數(shù)據(jù)，通過(guò)藍(lán)牙與手機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，具備抗干擾能力，還能在心率超出正常范圍時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)。

設(shè)計(jì)難點(diǎn)

研發(fā)心率監(jiān)測(cè)儀通常面臨以下設(shè)計(jì)難點(diǎn)：

1. 實(shí)現(xiàn)低功耗藍(lán)牙通信，完成與手機(jī)的數(shù)據(jù)交互，為用戶(hù)提供實(shí)時(shí)反饋，同時(shí)支持通過(guò)手機(jī)對(duì)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)配置；

2. 搭建模擬前端與濾波電路以采集心率信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣精度對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性影響顯著；

3. 設(shè)計(jì)按鍵、電容觸控等用戶(hù)輸入交互接口；

4. 驅(qū)動(dòng)分段式液晶顯示屏，實(shí)現(xiàn)心率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可視化展示；

5. 實(shí)現(xiàn)超低功耗設(shè)計(jì)，延長(zhǎng)設(shè)備待機(jī)時(shí)間，確保設(shè)備可由紐扣電池供電運(yùn)行。

平臺(tái)概述：賽普拉斯 PSoC BLE

賽普拉斯(已被英飛凌收購(gòu)) PSoC BLE 系列產(chǎn)品以單芯片藍(lán)牙解決方案，精準(zhǔn)滿(mǎn)足上述所有設(shè)計(jì)需求。PSoC 4 平臺(tái)基于 ARM Cortex-M0 微控制器打造，采用可擴(kuò)展、可重構(gòu)的架構(gòu)設(shè)計(jì)，整合了可編程模擬模塊、數(shù)字模塊以及靈活的布線(xiàn)資源。

PSoC BLE 器件高度集成了低功耗藍(lán)牙微控制器、射頻收發(fā)器及相關(guān)子系統(tǒng)，同時(shí)搭載數(shù)字可編程邏輯電路、高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器、比較器模式運(yùn)算放大器，以及標(biāo)準(zhǔn)的通信和定時(shí)外設(shè)。芯片內(nèi)置的可編程運(yùn)算放大器與逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可實(shí)現(xiàn)心率信號(hào)的檢測(cè)與濾波；產(chǎn)品集成支持電容觸控按鍵、滑動(dòng)條及觸控板的 CapSense 人機(jī)交互接口，還配備了用于心率數(shù)據(jù)顯示的分段式液晶顯示驅(qū)動(dòng)器；設(shè)備提供五種可配置的低功耗模式，能有效延長(zhǎng)低功耗應(yīng)用場(chǎng)景下的待機(jī)時(shí)間；集成的巴倫器件大幅簡(jiǎn)化了天線(xiàn)的設(shè)計(jì)流程。此外，圖形化的 PSoC Creator 開(kāi)發(fā)工具提供可視化的開(kāi)發(fā)環(huán)境，可簡(jiǎn)化研發(fā)流程，縮短產(chǎn)品的上市周期。

總結(jié)

賽普拉斯 PSoC BLE 系列產(chǎn)品可作為可穿戴心率監(jiān)測(cè)儀的單芯片核心方案，該系列器件高度集成了射頻收發(fā)器、微控制器、模擬前端、觸控交互接口及顯示驅(qū)動(dòng)器，同時(shí)支持可配置的低功耗模式，能夠滿(mǎn)足設(shè)備的電池供電運(yùn)行需求。