科幻小說經常預言科技的進步，有朝一日可能成為我們日常現實的一部分。從手機到智能手表，從虛擬現實頭盔到自動駕駛汽車，曾經看似純粹的幻想正在迅速成為我們生活中無縫互聯的一部分。

如今的便攜式醫療設備提供了持續監測、實時警報、機器學習(ML)分析，以及與醫生的虛擬或遠程云連接診療，以獲得即時幫助。隨著許多醫學領域的持續進步得以提供即時反饋，包括實時遠程保健服務。有一種全球疾病尤其值得關注，技術創新為這種疾病提供了令人興奮的突破機會，可以改變許多人的生活。

據世界衛生組織統計，全世界有5,000多萬人患有癲癇癥；其中近80%生活在低收入和中等收入國家。此外，如果得到適當的診斷和治療，估計有70%的癲癇患者可以不再發作。考慮到嵌入式物聯網設備的最新進展，我們能做些什么來解決這個問題?

針對癲癇癥患者的無線監控應用

為此，美國的癲癇專家克拉克博士啟動了名叫“Project Epidet”的開發計劃，重點是開發一種為癲癇患者的護理人員提供早期預警系統的設備。這款設備為用戶友好的無線設備，佩戴舒適，適合非醫務人員使用。它可以檢測出許多類型的癲癇發作，通常是在患者不知道或不記得事件時立即提醒護理人員。通過持續監測和收集數據，Project Epidet將能夠記錄數據，并建立緝獲事件的歷史記錄。這些數據可以用于預測未來的事件，提醒患者采取預防措施。

Project Epidet項目是與Silicon Labs合作，基于Silicon Labs的EFR32BG22 SoC，應用MCU，藍牙5.2連接，超低功耗，小巧的尺寸，和一系列用于傳感器集成的外圍設備。

以研究自主特征——皮膚電流測量法(皮膚電導)、溫度和加速度測量法(測量運動)，這些影響睡眠和其他參數的特征，更好地利用數據預測癲癇何時開始發作。還有包括如何使用心率和其他參數來定義不同的癲癇類型。這樣的設備可以從根本上改變我們看待患者的方式，改善癲癇管理的途徑。這意味著所有相關人員都將從該設備中受益:患者、他們的家人和/或護理人員，以及醫療保健提供者。對病人來說，這是一種保護，對家庭/照顧者來說，它提供了保證，他們將能夠在必要時進行干預。對于提供者，它將確定真正的癲癇發作頻率，并允許加快決策和護理管理。

以用戶為中心的物聯網設計

同樣智漢科技以BG22 SoC系列的EFR32BG22C224F512GM32設計開發了一款低功耗藍牙模塊 RC224GM，該模塊集成了一個ARM Cortex-M33核心，它的運行頻率高達76.8 MHz，包含352kB Flash (512k品種可用)和32kB RAM。它還有一個獨立的Cortex-M0+內核驅動藍牙無線電子系統，這使得M33和足夠的內存可用來處理應用程序和數據處理算法。這使Project Epidet能夠獲得檢測各種各樣類型所需數據的頻率和分辨率，在設備上本地處理所有數據，并利用藍牙無線電發送結案結果，并向護理人員提供必要的更新，并通過云進行記錄和進一步分析。

RC224GM為用戶無需考慮RF設計即可提供完整的RF解決方案，從而縮短產品開發周期。且充分利用EFR32BG22的功能和外圍器件，可以為要求苛刻的應用提供保障與支持，同時簡化了設計并降低了BOM成本。

針對便攜式設備的能耗設計

RC224GM也為便攜式醫療應用設計權衡了尺寸、功耗、電池類型和形狀等因素。設計標準部分是由BG22 SoC的低功耗驅動的，因為它運行應用程序并通過優化的低功耗藍牙連接處理周期性傳輸，結合各種傳感器、信號鏈上的組件和存儲數據樣本所需的外部EEPROM的功耗。數據采集是電力消耗預算的重要組成部分。需要巧妙的技術和優化來避免在默認情況下持續監控所有傳感器，從而降低設備的平均功耗。同時也需要提供一種方便的方式給設備中的電池充電。

最大限度延長應用的電池壽命的關鍵是，RC224GM在活躍時每兆赫僅消耗27uA，在最低睡眠狀態下工作為1.2uA。這款電源優化設備提供了5種能量模式：EM0(完全運行)、EM1(睡眠)、EM2(深度睡眠)、EM3(停止)和EM4(關閉)。根據不同的模式，可以啟用或禁用各種架構組件，使系統能夠優化設備的總體功率預算。

此外，利用傳感器中斷和藍牙功能，最大限度地減少TX/RX時間節省整體電力。RFSense是EFR32無線MCU系列設備的另一個獨特功能，可以從EM2甚至EM4電源模式“喚醒”MCU，進一步為設備節省電力。

嵌入智漢科技的從機透傳協議程序，可實現AT指令串口通信：用戶MCU可以通過 RC224GM 的通用串口和移動設備進行雙向通訊，用戶也可以通過特定的串口 AT 指令，對某些通訊參數進行管理控制。用戶數據的具體含義由上層應用程序自行定義。移動設備可以通過 APP 對RC224GM進行寫操作，寫入的數據將通過串口發送給用戶的 MCU。

RC224GM收到來自用戶 MCU 串口的數據包后，將自動轉發給移動設備。用戶使用 RC224GM 從機透傳模塊可自行配置普通BLE模式、Beacon和Eddystone模式，支持AT指令調整藍牙連接間隔，控制不同的轉發速率；還能調整發射功率、修改廣播間隔、修改串口波特率等參數。

結語

微電子技術的進步使器件變得小型化，企業可以提供更多帶有微小電子封裝的小型設備，包括一個應用微控制器單元(MCU)，無線連接，模擬外設，通用I/O，集成各種電源，以及根據想要收集的數據接口各種傳感器的能力。為像克拉克博士和其他便攜式醫療設備的團隊這樣的創新者開辟了新的設計途徑。

審核編輯 黃昊宇