幾種熱門的可穿戴設(shè)備健康監(jiān)控類解決方案

可穿戴設(shè)備在近年來可謂在健康領(lǐng)域關(guān)注度越來越高，從最初的智能手環(huán)、計(jì)步器到至今的智能手表、運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、智能眼鏡、心率血氧檢測(cè)儀、智能助聽器等等，可穿戴設(shè)備產(chǎn)品的形式已經(jīng)涵蓋了幾乎所有可能存在的形式。同時(shí)，可穿戴設(shè)備的健康監(jiān)測(cè)功能也從起初的計(jì)步、血壓監(jiān)測(cè)擴(kuò)展到血糖、心率、脈搏、體重計(jì)算、助聽器等諸多范疇，眾多知名品牌商也紛紛推出了針對(duì)可穿戴設(shè)備健康監(jiān)測(cè)方向的各種解決方案，積極發(fā)揮可穿戴設(shè)備在移動(dòng)醫(yī)療方面的作用。

下面小編就來簡(jiǎn)單為大家扒一扒，現(xiàn)階段幾個(gè)比較熱門的可穿戴設(shè)備在健康監(jiān)控方面的解決方案。

1、飛思卡爾 MMA9553L 計(jì)步傳感器

MMA9553L 原理框圖

MMA9553L是飛思卡爾的一款計(jì)步傳感器，你可能還見到過MMA955xL， 它與MMA9553L是什么關(guān)系呢?簡(jiǎn)單的來說MMA955xL是一個(gè)統(tǒng)稱，它包括MMA9550L、MMA9551L、MMA9553L和MMA9559L這幾個(gè)具體型號(hào)，其實(shí)這四種傳感器在硬件上都是一樣的。其內(nèi)部主要由ColdFire 內(nèi)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(nèi)部的Firmware不同，F(xiàn)irmware在芯片出廠時(shí)就已經(jīng)固化在芯片里面了，不同的Firmware對(duì)于不同的功能。這里介紹的MMA9553L主要就用作計(jì)步器功能。

客戶經(jīng)常會(huì)問MMA9553和MMA9555的區(qū)別，從上圖可以看出MMA9555相比較MMA9553多了 Six-DirecTIon 檢測(cè)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(diào)通。接口調(diào)通之后就可以來操作此傳感器了。

2、TI 以MSP430單片機(jī)為核心的血糖檢測(cè)儀

德州儀器(TI)以基于MSP430單片機(jī)為核心的，通過葡萄糖氧化酶電極為測(cè)試傳感器設(shè)計(jì)一種便攜式可穿戴血糖儀。

方案分為三個(gè)部分，首先是血糖測(cè)量電路，當(dāng)在酶電極兩端滴入血液后，會(huì)產(chǎn)生自由電子。由于電極兩端存在激勵(lì)電壓，就會(huì)有定向電流流過電極。而激勵(lì)電壓采用ADC模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊測(cè)量的是電壓，所以需要將該定向電流轉(zhuǎn)換成電壓，并且進(jìn)行一定的放大。

其次是溫度檢測(cè)電路，由于血糖測(cè)試是利用生物電化學(xué)反應(yīng)，而影響該反應(yīng)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(lì)電壓，在不同溫度下，由葡萄糖氧化酶氧化產(chǎn)生的電流大小也不同。所以需要根據(jù)溫度進(jìn)行補(bǔ)償以獲得正確的血糖濃度值。當(dāng)溫度過高或過低時(shí)，葡萄糖氧化酶就會(huì)完全失去活性，此時(shí)血糖儀需要給出報(bào)警，提示用戶儀表不能在該溫度下進(jìn)行操作，避免得出錯(cuò)誤的檢測(cè)值。

具體的溫度測(cè)試電路如下所示：

最后是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路，本系統(tǒng)最多能夠存儲(chǔ)1000個(gè)歷史數(shù)據(jù)，每個(gè)歷史數(shù)據(jù)需要8B來保存，數(shù)據(jù)包含血糖值濃度及測(cè)試日期這兩個(gè)信息，這樣就需要8000B的存儲(chǔ)空間。 24LC64是微芯公司出產(chǎn)的一片E2 PROM芯片，能夠存儲(chǔ)8KB，因此選取一塊24LC64芯片即足夠。

德州儀器這款血糖檢測(cè)儀器從低功耗和高精度出發(fā)，以MSP430系列為核心設(shè)計(jì)，能夠較快的實(shí)現(xiàn)血糖濃度測(cè)量，非常方便用戶讀取測(cè)量數(shù)據(jù)。

3、Nordic nRF52832低功耗藍(lán)牙動(dòng)態(tài)心率實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

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(chǎn)品nRF52832，并重新定義了單芯片藍(lán)牙產(chǎn)品。

nRF52832帶有類別首個(gè)64MHz ARM® Cortex®-M4F處理器、512kB 閃存和64kB RAM、同級(jí)最佳超高性能、超低功耗多協(xié)議藍(lán)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(gè)片上RF平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器(RF Balun)。獨(dú)特的全自動(dòng)功率管理系統(tǒng)還可讓設(shè)計(jì)人員輕易實(shí)現(xiàn)最佳功耗。nRF52832采用先進(jìn)的55nm工藝，包括6 x 6mm QFN和微型 3.0 x 3.2mm CSP封裝選項(xiàng)。

nRF52832較之nRF51系列，功耗的降低和性能的提升是最大的亮點(diǎn)，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(lán)牙性能，以及較大的內(nèi)存和存儲(chǔ)空間，非常適合下一代手環(huán)平臺(tái)，并且這款SoC強(qiáng)大自帶的硬件浮點(diǎn)運(yùn)算單元有助于動(dòng)態(tài)心率和運(yùn)動(dòng)識(shí)別運(yùn)算準(zhǔn)確性的提高，同時(shí)，其超低功耗幫助達(dá)到更長(zhǎng)的待機(jī)時(shí)間。

4、德州儀器(TI)具有身體成分測(cè)量支持 BLE 連接的體重計(jì)

方案描述

該參考設(shè)計(jì)適用于采用 TI 信號(hào)鏈、電源和連接組件的全套體重秤終端設(shè)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(shè)計(jì)過程或快速地將身體成分測(cè)量功能添加至現(xiàn)有平臺(tái)。該參考設(shè)計(jì)還包含全套 BLE 連接設(shè)計(jì)，可輕松連接到已啟用 BLE 的智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)備

功能及特性

1、采用 AFE4300 同時(shí)進(jìn)行生物阻抗身體成分測(cè)量和體重測(cè)量

2、MSP430F5528 微控制器用于保留校準(zhǔn)數(shù)據(jù)并計(jì)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(shè)計(jì)已經(jīng)過測(cè)試，并提供完成設(shè)計(jì)所需的一切材料(包括原理圖、布局和 Gerber 文件以及 BOM)。

總結(jié)

現(xiàn)如今，可穿戴設(shè)備市場(chǎng)前景非常廣闊，并且或者能夠從根本上給移動(dòng)醫(yī)療領(lǐng)域帶來改善人類健康狀況的最新前沿技術(shù)?？纱┐饔绕涫轻t(yī)療領(lǐng)域在近幾年備受消費(fèi)者們的青睞，而各大科技巨頭更是通過收購或融資、發(fā)布相應(yīng)符合市場(chǎng)需求的健康醫(yī)療可穿戴設(shè)備，積極布局可穿戴醫(yī)療領(lǐng)域，不斷擴(kuò)大移動(dòng)醫(yī)療市場(chǎng)份額，為推動(dòng)醫(yī)療電子事業(yè)的發(fā)展做出不可磨滅的貢獻(xiàn)。