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那些基于Bluetooth 4.0 BLE 的智能可穿戴解决方案

可穿戴设备是指能直接穿在人身上或能被整合进衣服、配件并记录人体数据的移动智能设备。从智慧手表到运动手环,这些可穿戴应用都可以通过蓝牙无线技术将采集到的活动数据,发送到智能手机或平板计算机上,透过云端的数据分析,向用户回馈各类健康活动信息。

Bluetooth 4.0 BLE 智能可穿戴方案框图:



一、基于 Toshiba TZ1041 多功能智能手环解决方案

Toshiba 东芝公司针对可穿戴市场应用推出了TZ1000 系列处理器。该系列芯片具备低功耗、小封装、多功能等特点,集成了符合低功耗无线通信标准并具有低能耗特点的BLE 和闪存,专门应用于穿戴式装置。基于 Toshiba TZ1000系列的蓝牙智能手表方案,可通过 BLE 连接手机并将采集到的心跳、计步等数据传至手机。

1. 功能框图




2. 功能描述

①监测数据:

本方案支持监测心率、心电、脉搏与计步数据。

② BLE 通讯:

本方案可通过蓝牙 4.0 与智能手机同步实时时间、心电、脉搏、计步等数据。

③震动提醒:

本方案支持震动提醒设计。

④荧幕显示:

本方案支持OLED屏显示设计。

⑤充电功能:

本方案支持锂电池充电功能设计。

3. 重要特征

①Toshiba TZ1041 是Toshiba TZ1000系列的一款芯片,拥有集成的无线通信功能,存储器和处理器;

②高性能的 ARM? Cortex? -M4F 包含浮点处理单元,与性能优异的 24位 AFE可以组合来自多个内部和外部的传感器数据,以提高精确度;

③集成 BLE 低功耗控制器和射频电路,可将原始和处理后的数据传输到外部设备,如智能电话和平板计算机。

二、基于 Toshiba TZ1001 多功能智能手表解决方案

1. 功能框图




2. 功能描述

①监测数据:

本方案支持监测心率与计步数据。

② BLE 通讯:

本方案可支持HRM Profile 并将监测到的数据通过BLE传至手机。

③震动提醒:

本方案支持震动提醒设计。

④荧幕显示:

本方案支持荧幕显示。

⑤充电功能:

本方案支持锂电池充电功能设计。

3. 重要特征

①存储器和处理器Toshiba TZ1001 属于Toshiba TZ1000 系列芯片,拥有集成的无线通信功能,传感器装置,存储器和处理器;

②存储器和处理器高性能的 ARM? Cortex? -M4F 包含浮点处理单元,与性能优异的 24位 AFE可以组合来自多个内部和外部的传感器数据,以提高精确度;

③集成BLE 低功耗控制器和射频电路,可将原始和处理后的数据传输到外部设备,如智能电话和平板计算机。

三、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。

四、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。

五、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。

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