可穿戴設備在近年來可謂在健康領域關注度越來越高,從最初的智能手環、計步器到至今的智能手表、運動監測、智能眼鏡、心率血氧檢測儀、智能助聽器等等,可穿戴設備產品的形式已經涵蓋了幾乎所有可能存在的形式。同時,可穿戴設備的健康監測功能也從起初的計步、血壓監測擴展到血糖、心率、脈搏、體重計算、助聽器等諸多范疇,眾多知名品牌商也紛紛推出了針對可穿戴設備健康監測方向的各種解決方案,積極發揮可穿戴設備在移動醫療方面的作用。
下面小編就來簡單為大家扒一扒,現階段幾個比較熱門的可穿戴設備在健康監控方面的解決方案。
1、飛思卡爾 MMA9553L 計步傳感器
MMA9553L 原理框圖
MMA9553L是飛思卡爾的一款計步傳感器,你可能還見到過MMA955xL, 它與MMA9553L是什么關系呢?簡單的來說MMA955xL是一個統稱,它包括MMA9550L、MMA9551L、MMA9553L和MMA9559L這幾個具體型號,其實這四種傳感器在硬件上都是一樣的。其內部主要由ColdFire 內核、模擬前端、Flash、IIC和SPI接口等部分組成。
它們的不同之處在于內部的Firmware不同,Firmware在芯片出廠時就已經固化在芯片里面了,不同的Firmware對于不同的功能。這里介紹的MMA9553L主要就用作計步器功能。
客戶經常會問MMA9553和MMA9555的區別,從上圖可以看出MMA9555相比較MMA9553多了 Six-Direction 檢測和GPIO Input/Output 功能。其他的功能都是相同的。
MMA9553L和MCU之間可以通過IIC接口或者SPI接口通訊,所以使用MMA9553L的首要前提是把MCU的IIC或者SPI調通。接口調通之后就可以來操作此傳感器了。
2、TI 以MSP430單片機為核心的血糖檢測儀
德州儀器(TI)以基于MSP430單片機為核心的,通過葡萄糖氧化酶電極為測試傳感器設計一種便攜式可穿戴血糖儀。
方案分為三個部分,首先是血糖測量電路,當在酶電極兩端滴入血液后,會產生自由電子。由于電極兩端存在激勵電壓,就會有定向電流流過電極。而激勵電壓采用ADC模塊,A/D轉換模塊測量的是電壓,所以需要將該定向電流轉換成電壓,并且進行一定的放大。
其次是溫度檢測電路,由于血糖測試是利用生物電化學反應,而影響該反應的重要因素是溫度。在不同的溫度下,葡萄糖氧化酶的活性不同。即使是相同血糖濃度的血液,采用相同的激勵電壓,在不同溫度下,由葡萄糖氧化酶氧化產生的電流大小也不同。所以需要根據溫度進行補償以獲得正確的血糖濃度值。當溫度過高或過低時,葡萄糖氧化酶就會完全失去活性,此時血糖儀需要給出報警,提示用戶儀表不能在該溫度下進行操作,避免得出錯誤的檢測值。
具體的溫度測試電路如下所示:
最后是數據存儲電路,本系統最多能夠存儲1000個歷史數據,每個歷史數據需要8B來保存,數據包含血糖值濃度及測試日期這兩個信息,這樣就需要8000B的存儲空間。 24LC64是微芯公司出產的一片E2 PROM芯片,能夠存儲8KB,因此選取一塊24LC64芯片即足夠。
德州儀器這款血糖檢測儀器從低功耗和高精度出發,以MSP430系列為核心設計,能夠較快的實現血糖濃度測量,非常方便用戶讀取測量數據。
3、Nordic nRF52832低功耗藍牙動態心率實時監測
2015年6月,Nordic推出了其新一代的nRF52系列的超低功耗無線解決方案的首款產品nRF52832,并重新定義了單芯片藍牙產品。
nRF52832帶有類別首個64MHz ARM? Cortex?-M4F處理器、512kB 閃存和64kB RAM、同級最佳超高性能、超低功耗多協議藍牙智能、ANT?、具有-96dB RX靈敏度的專有2.4GHz無線電、5.5mA 峰值RX/TX電流,以及一個片上RF平衡/不平衡轉換器(RF Balun)。獨特的全自動功率管理系統還可讓設計人員輕易實現最佳功耗。nRF52832采用先進的55nm工藝,包括6 x 6mm QFN和微型 3.0 x 3.2mm CSP封裝選項。
nRF52832較之nRF51系列,功耗的降低和性能的提升是最大的亮點,nRF51系列的功耗約為8.3mA到10mA,而nRF52832的峰值功耗也才5.5mA。
Nordic的nRF52832 SoC具有最佳低功耗藍牙性能,以及較大的內存和存儲空間,非常適合下一代手環平臺,并且這款SoC強大自帶的硬件浮點運算單元有助于動態心率和運動識別運算準確性的提高,同時,其超低功耗幫助達到更長的待機時間。
4、德州儀器(TI)具有身體成分測量支持 BLE 連接的體重計
方案描述
該參考設計適用于采用 TI 信號鏈、電源和連接組件的全套體重秤終端設備(帶身體成分功能)。借助 TI 的 AFE4300 體重秤/身體成分 AFE,可以加速體重秤的設計過程或快速地將身體成分測量功能添加至現有平臺。該參考設計還包含全套 BLE 連接設計,可輕松連接到已啟用 BLE 的智能手機、平板電腦等設備
功能及特性
1、采用 AFE4300 同時進行生物阻抗身體成分測量和體重測量
2、MSP430F5528 微控制器用于保留校準數據并計算重量、TBW、ECW 以及身體成分分析
3、采用 TI CC2541 的 BLE 模塊連接
4、該設計已經過測試,并提供完成設計所需的一切材料(包括原理圖、布局和 Gerber 文件以及 BOM)。
總結
現如今,可穿戴設備市場前景非常廣闊,并且或者能夠從根本上給移動醫療領域帶來改善人類健康狀況的最新前沿技術??纱┐饔绕涫轻t療領域在近幾年備受消費者們的青睞,而各大科技巨頭更是通過收購或融資、發布相應符合市場需求的健康醫療可穿戴設備,積極布局可穿戴醫療領域,不斷擴大移動醫療市場份額,為推動醫療電子事業的發展做出不可磨滅的貢獻。
評論
查看更多