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基于Bluetooth 4.0 BLE 智能可穿戴解决方案

   日期:2014-12-26    
核心提示:智慧可穿戴方案是对日常穿戴进行智慧化设计、开发,Bluetooth 4.0 BLE 技术很快会成为可穿戴技术约定俗成的连接解决方案。

智慧可穿戴方案是对日常穿戴进行智慧化设计、开发,Bluetooth 4.0 BLE 技术很快会成为可穿戴技术约定俗成的连接解决方案。为此,世平集团推出了基于 Bluetooth 4.0 BLE 智慧可穿戴方案。

可穿戴设备将会迎来高速发展阶段,在未来5年内,该市场的经济规模将达到500亿美元。从智慧手表到健身跟踪器,各个可穿戴设备市场都在呈现出显着的增长。但凡日常生活用品,如眼镜、手环、衣服、鞋子、甚至帽子等,都可以应用蓝牙无线技术将採集来的活动资料,发送到智慧手机或平板电脑的应用软体上,透过云端的资料分析,回馈给使用者生活健康提示等资讯。

Bluetooth 4.0 BLE 智能可穿戴方案框图:

世平集团推出的方案如下:

一、基于 Atmel ATSAM4L多功能智慧手表解决方案

二、基于 ST STM32L151 光采集监测心率手表解决方案

叁、基于 ST STM32L151 单导联心率监护手表解决方案

四、基于 TI CC2541带计步功能手表解决方案

五、基于 Toshiba TZ1001 高集成度智慧手表解决方案

一、基于 Atmel ATSAM4L多功能智慧手表解决方案

1. 功能框图

2. 功能描述

① 时间记录功能 :时间记录功能(年、月、日、星期、时、分、秒)、闹铃功能、码錶功能。

② 温度测量功能:过温、欠温报警功能。

③ 气压测量功能: 根据气压值计算高度。

④ 加速度测量功能:3 轴加速度测量、计步功能、跌倒监测(选作)。

⑤ 心率测量功能:心电信号测量、心率资料计算、导联脱落监测。

⑥ OLED 显示功能:显示时间与日期、温度、气压、加速度数据、心率。

⑦ 电池管理功能:电池充电管理、电池放电管理。

⑧ 蓝牙资料传输功能 :向 BLE 设备传输温度资料、气压资料、加速度数据、传输心率资料。

3. 重要特性

① 采用 Atmel ATSAM4LS2BA M4 处理器,最高可达 48MHz

② 采用 TDK 超小尺寸蓝牙模组

③ 采用 NXP PCF8563T低功耗的CMOS即时时钟/日历晶片

④ 温度测量采用 ADI ADT7420 ±0.25°C精度、16位元数位 I2C 温度感测器

⑤ 气压测量采用 EPCOS T5402 测量范围在 300 hPa ~ 1100 hPa 数字气压感测器

⑥ 加速度测量采用 ADI ADXL362 超低功耗、3轴MEMS加速度计

⑦ 心率测量采用 ADI AD8232 单导联心率监护模拟前端

4. 方案照片

二、基于 ST STM32L151 光采集监测心率手表解决方案

1. 功能框图

2. 功能描述

① 计步功能的检测:当人行走时,能够根据加速度的变化采集步数资料

② 心率的检测:将 ADPD142RG 的绿色 LED 灯贴近人的动脉时,能够利用光的反射对心跳进行监测。

③ 支援蓝牙低功耗 4.0 无线通讯:BlueNRG 将计步资料与心跳检测资料利用 BLE 模组发送到手机上。

3. 重要特性

① 采用 ST STM32L151高性能ARM Cortex-M3 32位元内核晶片,在32MHz时高达33DMIPS;

② 采用 ST BlueNRG嵌入BlueNRG4.0 Low-Energy协定栈蓝牙网路处理晶片

③ 加速度测量采用 ST LIS3DH 超低功耗、3轴MEMS加速度计

④ 心率监测采用 ADI ADPD142RG 红绿光LED测心率

4. 方案照片(下图是光采集监测心率的模组,主机板还在开发中)

叁、基于 ST STM32L151 单导联心率监护手表解决方案

1. 功能框图

2. 功能描述

① OLED 介面显示:介面会在不同情况下显示:无连接状态、有连接状态、睡眠状态、卡路里、步数、距离、完成度、警告、提醒(包括久坐提醒、闹钟)、环境温湿度,心率状况,大气压,紫外线强度,充电显示,显示 24小时制时间

② 按键控制功能:通过按键,控制不同功能及OLED介面显示

③ 资料存储功能:支援运动资料和睡眠资料存储

④ 同步资料功能:通过蓝牙 4.0 与移动设备同步

3. 重要特性

① 采用 ST STM32L151高性能ARM Cortex-M3 32位元内核晶片,在32MHz时高达33DMIPS;

② 采用 ST BlueNRG嵌入BlueNRG4.0 Low-Energy协定栈蓝牙网路处理晶片

③ 加速度测量采用 ST LIS3DH 超低功耗、3轴MEMS加速度计

④ 温湿度测量采用 ST HTS221 电容数位感测器

⑤ 心率测量采用 ADI AD8232 单导联心率监护模拟前端

四、基于 TI CC2541带计步功能手表解决方案

1. 功能框图

2. 功能描述

① OLED 介面显示:介面会在不同情况下显示:无连接状态、有连接状态、睡眠状态、卡路里、步数、距离、完成度、警告、提醒(包括久坐提醒、闹钟)、充电显示,显示 24 小时制时间

② 敲击功能:敲击一次,切换显示内容敲击四次;切换设备模式(追踪睡眠或追踪运动)

③ 资料存储功能:支援运动资料和睡眠资料存储

④ 同步资料功能:通过蓝牙 4.0 与移动设备同步

3. 重要特性

① 采用 TI CC2541 低能耗 2.4GHz 蓝牙应用的片载系统 (SoC) 解决方案。

② 采用 NXP PCF8563T低功耗的CMOS即时时鐘/日历晶片

③ 加速度测量采用 ADI ADXL345 超低功耗、3轴MEMS加速度计

4. 方案照片

五、基于 Toshiba TZ1001 高集成度智慧手表解决方案

1. 功能框图

2. 功能描述

① OLED 介面显示:介面会在不同情况下显示卡路里、步数、距离、完成度、心电显示、脉搏显示、充电显示,显示时间

② 两个功能按键:

左按键长按:设备开机或关机

左按键按一次:进入启动模式后,进入测量页面

左按键按两次:进入启动模式后,进入体验页面

右按键按一次:进入启动模式后,打开蓝牙,和手机进行连接

③ 同步资料功能:通过蓝牙 4.0 与移动设备同步时间、心电、脉搏、计步等资料

3. 重要特性

① 采用集成了符合低功耗的 Bluetooth 4.0,以及感测器和处理器,专门应用于穿戴式装置的 Toshiba TZ1001

② 采用 Toshiba TC7763 符合 Qi 无线充电标準、可实现最高达 5w 的输出功率的无线充电晶片

③ 采用 Toshiba TCR2DG33 LDO 进行电压转换供电给主晶片

 
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