心率監測/健身監測設備走向無線化
發布時間:2017-05-05 責任編輯:wenwei
【導讀】這篇文章介紹了心率/jianshenjianceyizouxiangwuxianhuadefazhanqushi,jiyiwuxiantidaiyouxianhulian,rangshiyongzhebaituoxianlandeshufu,keyiziyouhuodong。wuxiantongxinzaifangbianshujucaijidetongshi,shengqulelianjiexianlan。benwenxiangxijieshaoleyizhongdianxingdewuxianxitong,shiyongMAX1472基於晶振的鎖相環VHF/UHF發射器。
健身監測儀跟蹤並記錄身體的運動狀況,從而達到提高健康水平的目的。通過測量大量的參數,如心率、體溫、運(yun)動(dong)距(ju)離(li)和(he)時(shi)間(jian),一(yi)個(ge)手(shou)表(biao)式(shi)設(she)備(bei)可(ke)以(yi)收(shou)集(ji)信(xin)息(xi)並(bing)將(jiang)結(jie)果(guo)顯(xian)示(shi)給(gei)用(yong)戶(hu)。心(xin)率(lv)記(ji)錄(lu)帶(dai)可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)脈(mai)搏(bo),有(you)時(shi)也(ye)會(hui)記(ji)錄(lu)體(ti)溫(wen),並(bing)對(dui)記(ji)錄(lu)信(xin)號(hao)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)轉(zhuan)換(huan),將(jiang)數(shu)據(ju)無(wu)線(xian)傳(chuan)送(song)到(dao)手(shou)表(biao)加(jia)以(yi)顯(xian)示(shi)。可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)計(ji)步(bu)器(qi),根(gen)據(ju)跑(pao)步(bu)者(zhe)節(jie)湊(cou)判(pan)斷(duan)跑(pao)步(bu)距(ju)離(li),計(ji)步(bu)器(qi)會(hui)將(jiang)數(shu)據(ju)無(wu)線(xian)傳(chuan)輸(shu)給(gei)手(shou)表(biao)進(jin)行(xing)顯(xian)示(shi)(圖1)。某些健身監測儀則利用GPS測量行走距離,替代計步器的功能。這些係統都開始逐漸轉向無線數據傳輸,畢竟在運動中要求用戶“接上”監測儀來收集數據非常不方便。

圖1. 帶有無線通信功能的運動鞋,可以記錄跑步者的數據並發送到數字手表顯示,提供有價值的反饋。
設計參數
手表實時監測數據並把結果記錄到外置或處理器(MCU)內部的存儲器,隨後再利用USB線纜或無線dongle將數據上傳到計算機。這類係統通常僅僅使用一顆微小的電池供電,所以對RF發射器的功耗要求非常嚴格(某些產品還要求符合FCC規範)。為了保證低功耗傳輸,好的天線設計對於保證可靠的數據傳輸非常關鍵,即使傳輸距離一般在2米以內。幅移鍵控(ASK)比頻移鍵控(FSK)擁有更好的靈敏度,更適合這一場合,而且傳輸功耗更低。低占空比可以縮短傳輸時間,而在閑置時間段可以關閉發射器以節省電量。
健身監測儀的各個部件,除了PC dongle,均穿戴在用戶身上並由電池供電。所以,小尺寸、低di功gong耗hao成cheng為wei非fei常chang重zhong要yao的de設she計ji參can數shu。心xin率lv帶dai和he計ji步bu器qi通tong常chang由you一yi次ci性xing紐niu扣kou電dian池chi供gong電dian,手shou表biao的de顯xian示shi功gong能neng可ke以yi由you一yi次ci性xing紐niu扣kou電dian池chi或huo可ke充chong電dian電dian池chi供gong電dian,充chong電dian往wang往wang通tong過guo交jiao流liu適shi配pei器qi或huoUSB線。手表顯示往往采用簡單的段式LCD和可控背光。
係統構架如圖2所示,RF接口與電源管理相結合,從而有效延長電池壽命,另外,係統還提供多種傳感器接口和主機接口。係統的RF接口可以選擇MAX1472,如圖3所示。MAX1472是基於晶振的鎖相環(PLL) VHF/UHF發射器,用於在300MHz到450MHz頻段傳輸OOK/ASK數據。器件支持高達100Kbps的數據率,能夠為50Ω負載提供大於+10dBm的輸出功率(可調)。MAX1472基於晶振的架構能夠提供更高的調製深度、更快的頻率建立時間、更高的傳輸頻率精度,同時也降低了溫度的影響,克服了SAW發射器的諸多限製。

圖2. 典型的心率監測數據采集係統,由幾個子係統組成:手表顯示/數據存儲單元(上左)、用於連接主機的無線適配器(上右)、心率計帶(下左)和計步器(下右)。所有這些子係統均工作在低功耗無線模式。

圖3. MAX1472低功耗RF發射器,基於OOK/ASK調製發射串口數據流。
本文轉載自Maxim。
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