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可穿戴设备开发跟不上?用SoC试试看!

产品时间:2022-11-23 22:33

简要描述:

可穿着技术受到了用户的欢迎,因为这些设备有助分析人们的日常活动,并可通过一种直观的方式互相交换信息,很大提高我们的生活方式,给我们带给便捷。市场上有各种各样的可穿着电子设备,最出名的是智能手表、活动监测器和健美手环。这些高度便携式设备被戴着在用户身上,或以其它方式吸附在人身上,需要通过一个或多个传感器测量和捕捉信息(参看图1)。 图1:一个典型的可穿着设备需要统合用户数据和外部数据,它与一个外部设备因应工作,分析并向用户显示信息。...

详细介绍
本文摘要:可穿着技术受到了用户的欢迎,因为这些设备有助分析人们的日常活动,并可通过一种直观的方式互相交换信息,很大提高我们的生活方式,给我们带给便捷。市场上有各种各样的可穿着电子设备,最出名的是智能手表、活动监测器和健美手环。这些高度便携式设备被戴着在用户身上,或以其它方式吸附在人身上,需要通过一个或多个传感器测量和捕捉信息(参看图1)。 图1:一个典型的可穿着设备需要统合用户数据和外部数据,它与一个外部设备因应工作,分析并向用户显示信息。

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可穿着技术受到了用户的欢迎,因为这些设备有助分析人们的日常活动,并可通过一种直观的方式互相交换信息,很大提高我们的生活方式,给我们带给便捷。市场上有各种各样的可穿着电子设备,最出名的是智能手表、活动监测器和健美手环。这些高度便携式设备被戴着在用户身上,或以其它方式吸附在人身上,需要通过一个或多个传感器测量和捕捉信息(参看图1)。

  图1:一个典型的可穿着设备需要统合用户数据和外部数据,它与一个外部设备因应工作,分析并向用户显示信息。  这些设备持续监测用户的活动,即使他们在睡觉时也不值得注意。它们运营各种简单的算法,以萃取有意义的信息。例如:配戴者的睡眠中情况,并通过一种直观的方式和无线模块向用户表明监测结果。

由于这些设备获取有可能转变用户活动的最重要信息,它们必须做可信、准确。此外,为了尽可能缩短电池续航时间,它们还应当尽量的高效。  可穿着设备一般来说内置一个或多个传感器、存储器件、相连器件(射频控制器)、一个显示屏和一块电池(参看图2)。

除了不具备较高的功能性、可靠性和能效之外,可穿着设备还应当小巧、轻巧和低廉,并需要反对各种有所不同的通信模式。  图2:一个可穿着设备的框图,图中表明了MCU、传感器、存储器、电池及电源管理器件、相连子系统和显示器。

  市场上现有的通信协议还包括ZigBee、Wi-Fi、经典蓝牙等标准协议以及芯片厂商制订的各种专有协议。标准协议在设计时没将低功耗视作一个最重要特性,因此,很长时间一来,大多数OE厂商自由选择在他们的低功耗产品中用于专有协议。但是,用于这些专有协议造成了很多互操作性容许,并减少了设计的灵活性。

  为了避免这些局限性,并打造出一个互操作环境,蓝牙技术联盟(SIG)发售了一个新的蓝牙版本-蓝牙智能,它是一个目的以最低功耗构建短程通信的无线标准。  蓝牙智能的优势  与经典蓝牙协议一样,蓝牙智能协议工作于2.4GHzISM频段,比特率为1Mbps。但与经典蓝牙协议有所不同的是,蓝牙智能协议还获取众多合适低功耗可穿着应用于的特性。

它的数据速率较低,这非常适合那些只需互相交换状态信息的应用于。该协议经过优化,需要以相同时间间隔传输少量脑溢血信息,从而让主机需要在传输信息的同时维持超强低功耗模式。此外,它还能将创建数据交换相连的时间延长至几个毫秒。  蓝牙智能架构的每一层都为降低功耗而优化。

例如,与经典蓝牙协议比起,它用于一个较小的物理层调制指数,后者有助减少发送电流。链路层也为较慢重连而优化,从而减少了功耗。

控制器负责管理继续执行各种最重要任务,例如:创建相连和忽视反复包在,因此让主机需要更长地维持低功耗模式。  蓝牙智能协议享有一个与经典蓝牙协议类似于的可信架构,并反对自适应跳频和32位CRC校验。

此外,它还反对一种取名为广播模式的类似模式,该模式可让设备需要继续执行相连程序也能传送信息。  蓝牙智能协议非常适合可穿着设备,原因如下:  该协议专为构建超强低功耗而优化;  低功耗设计有助削减电池尺寸,从而消退产品的成本、尺寸和重量;  反对那些以较长时间间隔互相交换少量脑溢血信息的可穿着设备;  便于推展,因为智能手机中内置反对蓝牙智能的主机(反对经典蓝牙和蓝牙智能协议的双模设备)。这与专有协议构成鲜明对比,后者必须厂商代价额外希望才能保证连接性。

  可穿着设备的一个典型用于模式为设备转入超强低功耗或待机模式获取了多个机遇(参看图3)。  图3:活动监测器等可穿着设备的长时间用于模式为设备转入超强低功耗甚至待机模式获取了多个机遇  即使在活动期间,可穿着设备也不用倒数发送数据。无论是三轴加快计测量的运动数据,还是传感器感测的心率,数据都是周期性传输,一般来说是每个相连间隔传输一次。

长时间的程序是感觉测数据,切换数据,然后通过蓝牙智能相连发送数据。其余时间内,系统都处在深度睡眠中模式。请注意,现有的大多数芯片解决方案获取多种功耗模式,可在等价的功耗模式下在电流消耗和苏醒时间之间展开权衡。

不应根据系统的时间拒绝自由选择有所不同的模式。  必需留意的是,通信协议只是可穿着设计的一个方面。

除了通信接口之外,可穿着设备还包括传感器、一个用作处置传感器信号的仿真前端(AFE)、一个用作过滤器环境噪声的数字信号处理器、用作存储信息的存储器件、一个用作构建多种系统涉及功能的处理器、一个电池充电器等多个其它模块。设计系统时,我们必须所有这些组件构建最低功耗。


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