可穿戴设备开发跟不上?用SoC试试看!
可穿戴技术受到了用户的追捧,因为这些设备有助于分析人们的日常活动,并可通过一种直观的方式交换信息,极大改善我们的生活方式,给我们带来便利。市场上有各种各样的可穿戴电子设备,最有名的是智能手表、活动监测器和健身手环。这些高度便携式设备被戴在用户身上,或以其它方式附着在人身上,能够通过一个或多个传感器测量和捕获信息(参见图1)。
图1:一个典型的可穿戴设备能够整合用户数据和外部数据,它与一个外部设备配合工作,分析并向用户显示信息。
设备感测到的人体数据 血压血糖、血流速度、EEG信号、流汗量(GSR)、呼吸、皮肤温度、肌肉收缩(EMG)、新陈代谢、压力、活动/运动/方位、组织生长、骨导音频 |
Body Data Sensed by Device Blood pressure, blood glucose, blood flow rate, EEG signal, perspiration (GSR), respiration, skin temperature, muscle contraction (EMG), metabolism, pressure, activity/motion/orientation, tissue growth, bone conducted audio |
外部信号 | External signals |
设备捕获的外部数据 图像、视频、高度、位置、环境光线、近距、太阳能、动能、语音输入、FM/WI-FI/BT/GSM信号 |
External data captured by device Images, video, altitude, location, ambient light, proximity, solar energy, kinetic energy, voice inputs, FM/WI-FI/BT/GSM signal |
数据 | Data |
可穿戴设备 | Wearable device |
数据控制 | Data control |
信息 | Information |
用户 | User |
外部设备 | External device |
用户消费的数据 活动/传感器指标、处理后的数据和图案、呼叫/文本信息、提醒、音乐、时间 |
Data that is consumed by user Activity/sensor metrics, processed data & patterns, phone call/texts info, reminders, music, time |
这些设备持续监测用户的活动,即使他们在睡觉时也不例外。它们运行各种复杂的算法,以提取有意义的信息。例如:佩戴者的睡眠情况,并通过一种直观的方式和无线接口向用户显示监测结果。由于这些设备提供有可能改变用户活动的重要信息,它们必需做到可靠、精确。此外,为了尽量延长电池续航时间,它们还应该尽可能的高效。
可穿戴设备通常内置一个或多个传感器、存储器件、连接器件(射频控制器)、一个显示屏和一块电池(参见图2)。除了具备较高的功能性、可靠性和能效之外,可穿戴设备还应该小巧、轻便和便宜,并能够支持各种不同的通信模式。
图2:一个可穿戴设备的框图,图中显示了MCU、传感器、闪存、电池及电源管理器件、连接子系统和显示器。
Cortex M3 CPU | Cortex M3 CPU |
三轴加速计 | 3-axis accelerator |
串行闪存 | Serial flash |
显示驱动器 | Display driver |
电池充电控制器 | Batt. Charger controller |
电池 | Battery |
低功耗稳压器 | Low power regulator |
射频控制器 | Radio controller |
平衡—不平衡网络 | Balun network |
射频匹配网络 | RF matching network |
市场上现有的通信协议包括ZigBee、Wi-Fi、经典蓝牙等标准协议以及芯片厂商制定的各种专有协议。标准协议在设计时没有将低功耗视为一个重要特性,因此,很长时间一来,大多数OE厂商选择在他们的低功耗产品中使用专有协议。但是,使用这些专有协议造成了很多互操作性限制,并降低了设计的灵活性。
为了消除这些局限性,并打造一个互操作环境,蓝牙技术联盟(SIG)推出了一个新的蓝牙版本-蓝牙智能,它是一个旨在以最低功耗实现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2.4 GHz ISM频段,带宽为1 Mbps。但与经典蓝牙协议不同的是,蓝牙智能协议还提供众多适合低功耗可穿戴应用的特性。它的数据速率较低,这非常适合那些只需交换状态信息的应用。该协议经过优化,能够以固定时间间隔传送少量突发信息,从而让主机能够在传送信息的同
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