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基于nRF51822/AFE4403主控芯片的心率手环解决方案

来源: 我爱方案网
2018-09-12
类别:健康医疗
eye 511
文章创建人 拍明

原标题:心率手环


应用领域:医疗健康

方案类型:成品

方案概述

方案名称:心率手环

应用领域:医疗健康

应用场景:智能手环能检查心率、睡眠、计步、热量消耗等数据,可通过远端运动分析算法,给予运动和健康数据指导。项目交付有手环前端和云后台运营系统,能给健康保健运营商一套完整的系统。

交付形式:整机、IoT系统

性能参数:

nRF51822多协议 SoC处理器,非常适用于Bluetooth®低功耗和2.4GHz超低功耗无线应用,基于配备256kB flash + 16kB RAM的32位ARM® Cortex™ M0 CPU而构建。AFE4403是一款非常适合于脉冲血氧仪应用的完全集成模拟前端(AFE)。此器件包含一个具有集成模数转换器(ADC)的低噪声接收器通道,一个 LED 发射部件和针对传感器以及LED 故障检测的诊断功能。系统的额定工作温度范围为 -20℃至70℃

运动检测:

l 运动步数

l APP显示运动路线

l 卡路里消耗

l 睡眠监测

l 心率监测

l 运动成就(勋章)

l APP运动周期显示

l APP运动时间段显示

l 血压监测

提醒显示功能:

l 抬腕亮屏

l 时间显示

l 日历显示

l 天气显示

l 运动达标提醒(APP设置)

l 电量显示

l 闹钟提醒

l 来电提醒

l 短信提醒

l 微信信息提醒

l 久坐提醒

方案图片:

基于nRF51822/AFE4403主控芯片的心率手环解决方案.png


【nRF51822】

蓝牙低功耗和 2.4GHz 专利 SoC

nRF51822 是功能强大、高灵活性的多协议 SoC,非常适用于 Bluetooth® 低功耗和 2.4GHz 超低功耗无线应用。 nRF51822 基于配备 256kB flash + 16kB RAM 的 32 位 ARM® Cortex™ M0 CPU 而构建。 嵌入式 2.4GHz 收发器支持蓝牙低功耗及 2.4GHz 操作,其中 2.4GHz 模式与 Nordic Semiconductor 的 nRF24L 系列产品无线兼容。

nRF51822 还具备丰富的模拟和数字周边产品,可以在无需 CPU 参与的情况下通过可编程周边产品互联 (PPI) 系统进行互动。 灵活的 31 引脚 GPIO 映射方案可使 I/O(例如串行接口、PWM 和正弦解调器)根据 PCB 需求指示映射到任何设备引脚。 这可实现完全的设计灵活性及引脚位置和功能。

nRF51822 支持 S110 蓝牙低功耗协议堆栈及 2.4GHz 协议堆栈(包括 Gazell),这两种协议堆栈在 nRF518 软件开发套件中均免费提供。nRF51822 需要单独供电,如果供电范围在 1.8-3.6V 之间,用户可选择使用芯片上的线性整流器,如果供电范围在 2.1-3.6V 之间,可以选择直流 1.8V 模式和芯片上的 DCDC 变压器。DC-DC 变压器的使用可在工作期间动态控制,并使 nRF51822 工作期间的射频峰值电流低于 10 mA @ 3V 供电 (TX @ 0 dBm & RX)。

nRF51822 具有 6x6mm 48 引脚 QFN 封装和 3.5x3.8mm 64 球形晶片水平芯片级封装 (WLCSP)。

nRF51822 提供 256k 或 128kB Flash 容量的不同版本。

FEATURES

单芯片, 高灵活性, 2.4GHz 多协议设备

32 位 ARM Cortex M0 CPU 内核

256KB flash 16KB RAM

支持 S110 蓝牙低功耗协议堆栈

S110 需要 80 kB 内存空间

线程安全和运行时保护

事件驱动 API

与 nRF24L 系列无线兼容

3 种数据率 (2Mbps/1Mbps/250kbps)

+4dBm 输出功率

-92.5dBm 敏感度、蓝牙低功耗

用于最大化能源效率应用和代码简化的 PPI 系统

具备对每个周边产品进行自动能源管理的灵活能源管理系统

用于模拟和数字 I/O 的可配置 I/O 映射

APPLICATIONS

移动电话配件

PC 周边产品

消费电子 (CE) 遥控器

邻近/警报传感器

运动、健身和医疗保健传感器

智能 RF 标记

玩具和电子游戏

智能家用设备

工业和商用传感器

产品 简介

nRFS110 蓝牙低功耗堆栈

nRF51422 ANT 和 2.4GHz 专利 SoC

nRF8001 蓝牙低功耗连接 IC

nRF8002 蓝牙低功耗邻近 IC

nRF24LE1 自适应 Flash 变体

nRF24LU1+ 使用 Flash 和 USB 的 2.4GHz RF 系统级芯片

nRF24L01+ 超低功耗 2.4GHz RF 收发器 IC


【AFE4403】

超小型集成模拟前端

AFE4403.png

描述

AFE4403 是一款非常适合于脉冲血氧仪应用的完全集成模拟前端 (AFE)。 此器件包含一个具有集成模数转换器 (ADC) 的低噪声接收器通道、一个 LED 发射部件和针对传感器以及 LED 故障检测的诊断功能。 此器件是一款可配置定时控制器。 这个灵活性使得用户能够完全控制器件定时特性。 为了简化计时要求并为 AFE4403 提供一个低抖动时钟,还集成了一个由外部晶振供频的振荡器。 此器件使用一个 SPI 接口与外部微控制器或主机处理器通信。

此器件是一个单体、紧凑型 DSBGA-36 (3.07mm x 3.07mm x 0.5mm) 内的完整 AFE 解决方案,其额定工作温度范围为 -20°C 至 70°C。

如需了解所有可用封装,请见数据表末尾的可订购产品附录。

特性

完全集成 AFE,用于脉冲血氧仪 和心率监视器 应用范围:

发射:

集成双路 LED 驱动器

(H 桥或共阳极)

支持经优化 SPO2,HRM 或多波长 HRM 的第三 LED 选项

高达 110dB 的动态范围

LED 电流:

可编程至具有 8 位电流分辨率的 100mA 电流

30µA + 平均 LED 电流

可编程 LED 接通时间

独立的 LED2 和 LED1 电流基准

具有高动态范围的接收通道:

22 位补码格式输出

高达 105dB 的动态范围

低功率:< 650µA

动态断电模式,以将电流减少至 300µA

可适应极宽范围的信号振幅:

总体可编程增益:10kΩ 至 4MΩ

集成数字环境估算和删减

外部时钟或晶振的灵活计时:

脉冲频率:62.5SPS 至 2000SPS

灵活的脉冲排序和定时控制

输入时钟范围:4MHz(最小值)至 60MHz(最大值)

集成式故障诊断:

光电二极管和 LED 开路与

短路检测

电源:

Rx = 2.0V 至 3.6V

Tx = 3.0V 至 5.25V

封装:紧凑型芯片尺寸球状引脚栅格阵列 (DSBGA)-36

(3.07mm x 3.07mm x 0.5mm)

额定温度范围: -20°C 至 70°C

应用

医疗脉冲血氧仪应用

光学心率监视器 (HRM)

工业光测量应用


责任编辑:David

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