基于單芯片的心率監(jiān)測儀解決方案淺析

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，可穿戴式產(chǎn)品技術(shù)得到廣泛的普及，其中可穿戴健康檢測儀能隨時隨地檢測人體的多種主要生理指標(biāo)，并在指標(biāo)出現(xiàn)異常時發(fā)出警報，將監(jiān)測信息通過無線傳送到專業(yè)設(shè)備或個人手機(jī)。目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)各種可穿戴的健康檢測儀，有心率監(jiān)測儀、血壓監(jiān)測儀，脂肪含量測試儀、睡眠監(jiān)測儀等等，本文主要介紹CypressPSoCBLE在可穿戴心率監(jiān)測儀上的應(yīng)用。

心率是指單位時間內(nèi)心臟搏動的次數(shù)。它是反映心臟是否正常工作的一個重要參數(shù)。同時心率值也是衡量體力勞動強度和腦力勞動強度的重要指標(biāo)。因此，設(shè)計一種可隨時穿戴、可長時間記錄、顯示和存儲心率值，可以和手機(jī)藍(lán)牙通信并具有較強抗干擾能力，能對超出正常范圍的心率進(jìn)行報警的心率測試儀是十分必要的。

設(shè)計心率監(jiān)測儀產(chǎn)品主要會遇到如下一些問題：

1、需要低功耗藍(lán)牙通信和手機(jī)進(jìn)行信息交互，及時給使用者反饋測試的心率信息，并允許使用者通過手機(jī)進(jìn)行相關(guān)設(shè)置；

2、需要使用AFE（模擬前端）電路和濾波電路來對心率信號進(jìn)行測量，AD的采樣精度對心率信號的準(zhǔn)確度有較大的影響；

3、需要給客戶提供用戶按鍵接口，如電容觸摸按鍵等；

4、需要提供一個段碼LCD液晶顯示屏顯示測量的心率值；

5、需要實現(xiàn)低功耗延長產(chǎn)品的待機(jī)時間，從而可以使用紐扣電池供電。

CYPRESS的PSoCBLE系列產(chǎn)品可以解決上述設(shè)計的問題和需求。PSoC？4是一個可擴(kuò)展和可重配置的平臺架構(gòu)，包含ARM？Cortex？-M0CPU的可編程嵌入式系統(tǒng)控制器。它把可編程、可重新配置的模擬和數(shù)字模塊與靈活的自動布線資源相結(jié)合?；谠撈脚_的PSoCBLE系列產(chǎn)品集成了低功耗藍(lán)牙（簡稱BLE，還稱為BluetoothSmart）的微控制器、無線模塊和子系統(tǒng)。其他功能包括數(shù)字可編程邏輯、高性能的模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）、比較器模式的運算放大器以及標(biāo)準(zhǔn)通信和時序外設(shè)。

如下是PSoCBLE心率監(jiān)測儀解決方案的原理框圖。

PSoCBLE系列產(chǎn)品針對心率監(jiān)測儀提供了簡單易實現(xiàn)的單芯片BLE解決方案，同時提供了標(biāo)準(zhǔn)的心率測試Profile案例供開發(fā)者參考。片內(nèi)提供了可編程的運算放大器和SARADC，可用于心率信號的檢測和濾波。該產(chǎn)品集成了電容觸摸按鍵、滑條和觸控板的CapSense用戶接口，還集成了LCD段碼液晶屏驅(qū)動可用于顯示心率信號。針對低功耗應(yīng)用提供了五種靈活可設(shè)置的低功耗模式，可用于延長產(chǎn)品的待機(jī)時間。另外產(chǎn)品內(nèi)部集成了BALUN電路，使天線設(shè)計也更加簡單。此外，圖形可視化的PSoCCreator軟件給開發(fā)者提供了一個友好的、易操作的開發(fā)環(huán)境，可大大縮短開發(fā)者的開發(fā)周期，加快產(chǎn)品上市時間。

綜上所述，CYPRESSPSoCBLE系列產(chǎn)品可以提供一個完美的心率監(jiān)測儀解決方案，單芯片解決產(chǎn)品的應(yīng)用，既滿足了產(chǎn)品的實際需求，還可以節(jié)省開發(fā)成本和開發(fā)周期。