單芯片可穿戴心率監(jiān)測儀解決方案

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，可穿戴式產(chǎn)品技術(shù)得到廣泛的普及，其中可穿戴健康檢測儀能隨時(shí)隨地檢測人體的多種主要生理指標(biāo)，并在指標(biāo)出現(xiàn)異常時(shí)發(fā)出警報(bào)，將監(jiān)測信息通過無線傳送到專業(yè)設(shè)備或個(gè)人手機(jī)。目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)各種可穿戴的健康檢測儀，有心率監(jiān)測儀、血壓監(jiān)測儀，脂肪含量測試儀、睡眠監(jiān)測儀等等，本文主要介紹Cypress PSoC BLE在可穿戴心率監(jiān)測儀上的應(yīng)用。

心率是指單位時(shí)間內(nèi)心臟搏動(dòng)的次數(shù)。它是反映心臟是否正常工作的一個(gè)重要參數(shù)。同時(shí)心率值也是衡量體力勞動(dòng)強(qiáng)度和腦力勞動(dòng)強(qiáng)度的重要指標(biāo)。因此，設(shè)計(jì)一種可隨時(shí)穿戴、可長時(shí)間記錄、顯示和存儲(chǔ)心率值，可以和手機(jī)藍(lán)牙通信并具有較強(qiáng)抗干擾能力，能對(duì)超出正常范圍的心率進(jìn)行報(bào)警的心率測試儀是十分必要的。

設(shè)計(jì)心率監(jiān)測儀產(chǎn)品主要會(huì)遇到如下一些問題：

1、需要低功耗藍(lán)牙通信和手機(jī)進(jìn)行信息交互，及時(shí)給使用者反饋測試的心率信息，并允許使用者通過手機(jī)進(jìn)行相關(guān)設(shè)置;

2、需要使用AFE(模擬前端)電路和濾波電路來對(duì)心率信號(hào)進(jìn)行測量，AD的采樣精度對(duì)心率信號(hào)的準(zhǔn)確度有較大的影響;

3、需要給客戶提供用戶按鍵接口，如電容觸摸按鍵等;

4、需要提供一個(gè)段碼LCD液晶顯示屏顯示測量的心率值;

5、需要實(shí)現(xiàn)低功耗延長產(chǎn)品的待機(jī)時(shí)間，從而可以使用紐扣電池供電。

CYPRESS 的PSoC BLE 系列產(chǎn)品可以解決上述設(shè)計(jì)的問題和需求。PSoC?4 是一個(gè)可擴(kuò)展和可重配置的平臺(tái)架構(gòu)，包含ARM?Cortex?-M0 CPU 的可編程嵌入式系統(tǒng)控制器。它把可編程、可重新配置的模擬和數(shù)字模塊與靈活的自動(dòng)布線資源相結(jié)合?；谠撈脚_(tái)的 PSoC BLE 系列產(chǎn)品集成了低功耗藍(lán)牙(簡稱BLE ，還稱為Bluetooth Smart)的微控制器、無線模塊和子系統(tǒng)。其他功能包括數(shù)字可編程邏輯、高性能的模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)、比較器模式的運(yùn)算放大器以及標(biāo)準(zhǔn)通信和時(shí)序外設(shè)。

如下是PSoC BLE心率監(jiān)測儀解決方案的原理框圖。

PSoC BLE 系列產(chǎn)品針對(duì)心率監(jiān)測儀提供了簡單易實(shí)現(xiàn)的單芯片BLE解決方案，同時(shí)提供了標(biāo)準(zhǔn)的心率測試Profile案例供開發(fā)者參考。片內(nèi)提供了可編程的運(yùn)算放大器和SAR ADC，可用于心率信號(hào)的檢測和濾波。該產(chǎn)品集成了電容觸摸按鍵、滑條和觸控板的CapSense用戶接口，還集成了LCD段碼液晶屏驅(qū)動(dòng)可用于顯示心率信號(hào)。針對(duì)低功耗應(yīng)用提供了五種靈活可設(shè)置的低功耗模式，可用于延長產(chǎn)品的待機(jī)時(shí)間。另外產(chǎn)品內(nèi)部集成了BALUN電路，使天線設(shè)計(jì)也更加簡單。此外，圖形可視化的PSoC Creator軟件給開發(fā)者提供了一個(gè)友好的、易操作的開發(fā)環(huán)境，可大大縮短開發(fā)者的開發(fā)周期，加快產(chǎn)品上市時(shí)間。

綜上所述，CYPRESS PSoC BLE系列產(chǎn)品可以提供一個(gè)完美的心率監(jiān)測儀解決方案，單芯片解決產(chǎn)品的應(yīng)用，既滿足了產(chǎn)品的實(shí)際需求，還可以節(jié)省開發(fā)成本和開發(fā)周期。