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基于Bluetooth 4.0 BLE 智能可穿戴解决方案

发布时间:2016-02-24作者:智汇张瑜

  智能可穿戴方案是对日常穿戴进行智能化设计、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。

  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。从智能手表到健身跟踪器,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采集来的活动资料,发送到智能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:

基于Bluetooth 4.0 BLE 智能可穿戴解决方案

  世平集团推出的方案如下:

  一、基于 Atmel ATSAM4L多功能智能手表解决方案

  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 高集成度智能手表解决方案

  一、基于 Atmel ATSAM4L多功能智能手表解决方案

  1. 功能框图 

基于Bluetooth 4.0 BLE 智能可穿戴解决方案

  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、码表功能。

  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 

基于Bluetooth 4.0 BLE 智能可穿戴解决方案

  二、基于 ST STM32L151 光采集监测心率手表解决方案

  1. 功能框图 

基于Bluetooth 4.0 BLE 智能可穿戴解决方案

  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) 

基于Bluetooth 4.0 BLE 智能可穿戴解决方案

  三、基于 ST STM32L151 单导联心率监护手表解决方案

  1. 功能框图 

基于Bluetooth 4.0 BLE 智能可穿戴解决方案

  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 

基于Bluetooth 4.0 BLE 智能可穿戴解决方案

  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即时时钟/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 

基于Bluetooth 4.0 BLE 智能可穿戴解决方案

  五、基于 Toshiba TZ1001 高集成度智能手表解决方案

  1. 功能框图 

基于Bluetooth 4.0 BLE 智能可穿戴解决方案

  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 无线充电标准、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

公司简介

宜科(天津)电子有限公司是中国工业自动化的领军企业,于2003年在天津投资成立,销售和服务网络覆盖全国。作为中国本土工业自动化产品的提供商和智能制造解决方案的供应商,宜科在汽车、汽车零部件、工程机械、机器人、食品制药、印刷包装、纺织机械、物流设备、电子制造等诸多领域占据领先地位。宜科为智慧工厂的整体规划实施提供自系统层、控制层、网络层到执行层自上而下的全系列服务,产品及解决方案涵盖但不局限于云平台、MES制造执行系统、工业现场总线、工业以太网、工业无线通讯、机器人及智能设备组成的自动化生产线、自动化电气控制系统集成、智能物流仓储系统等,以实现真正智能化的生产制造,从而带来生产力和生产效率的大幅提升,以及对生产灵活性和生产复杂性的管理能力的大幅提升。多年来,宜科以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地为中国制造业的发展提供全面支持,并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求,在业界独树一帜。帮助中国制造业转型升级,加速智能制造进程,成为中国工业4.0智慧工厂解决方案当之无愧的践行者。

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