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)測設(shè)備能夠?qū)崟r檢測多項關(guān)鍵生理指標(biāo)，在指標(biāo)出現(xiàn)異常時發(fā)出警報，并將檢測數(shù)據(jù)傳輸至專業(yè)醫(yī)療設(shè)備或個人移動終端。目前市面上的可穿戴健康監(jiān)測設(shè)備種類豐富，涵蓋心率監(jiān)測儀、血壓計、體脂分析儀以及睡眠監(jiān)測儀等。本文將介紹賽普拉斯 PSoC BLE 方案在可穿戴心率監(jiān)測儀中的應(yīng)用。

可穿戴心率監(jiān)測儀的研發(fā)初衷

心率指單位時間內(nèi)的心臟跳動次數(shù)，是評估心臟功能的重要指標(biāo)，也能反映人體的身心負荷狀態(tài)。因此，研發(fā)一款可穿戴心率監(jiān)測儀具備實際應(yīng)用價值 —— 該設(shè)備可持續(xù)記錄、顯示并存儲心率數(shù)據(jù)，通過藍牙與手機實現(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及時發(fā)出警報。

設(shè)計難點

研發(fā)心率監(jiān)測儀通常面臨以下設(shè)計難點：

1. 實現(xiàn)低功耗藍牙通信，完成與手機的數(shù)據(jù)交互，為用戶提供實時反饋，同時支持通過手機對設(shè)備進行參數(shù)配置；

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

3. 設(shè)計按鍵、電容觸控等用戶輸入交互接口；

4. 驅(qū)動分段式液晶顯示屏，實現(xiàn)心率監(jiān)測數(shù)據(jù)的可視化展示；

5. 實現(xiàn)超低功耗設(shè)計，延長設(shè)備待機時間，確保設(shè)備可由紐扣電池供電運行。

平臺概述：賽普拉斯 PSoC BLE

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

PSoC BLE 器件高度集成了低功耗藍牙微控制器、射頻收發(fā)器及相關(guān)子系統(tǒng)，同時搭載數(shù)字可編程邏輯電路、高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器、比較器模式運算放大器，以及標(biāo)準的通信和定時外設(shè)。芯片內(nèi)置的可編程運算放大器與逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可實現(xiàn)心率信號的檢測與濾波；產(chǎn)品集成支持電容觸控按鍵、滑動條及觸控板的 CapSense 人機交互接口，還配備了用于心率數(shù)據(jù)顯示的分段式液晶顯示驅(qū)動器；設(shè)備提供五種可配置的低功耗模式，能有效延長低功耗應(yīng)用場景下的待機時間；集成的巴倫器件大幅簡化了天線的設(shè)計流程。此外，圖形化的 PSoC Creator 開發(fā)工具提供可視化的開發(fā)環(huán)境，可簡化研發(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)動器，同時支持可配置的低功耗模式，能夠滿足設(shè)備的電池供電運行需求。