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方案一：【產(chǎn)品方案】TI METAWATCH藍(lán)牙智能手表方案

可穿戴不管市場(chǎng)前景如何，最近的火熱與各大半導(dǎo)體公司的幕后推動(dòng)是分不開的。Texas Instruments(TI)公司就是其中主要的力量，其物聯(lián)網(wǎng)WiFi 模塊和ZigBee單芯片被許多物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)者選為涉水核心。這里介紹的是TI Meta Watch 可穿戴藍(lán)牙智能手表的方式。

Meta Watch SDK/API使手表能夠方便顯示來自移動(dòng)應(yīng)用或互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的信息。該方案開發(fā)系統(tǒng)包括一個(gè)3 ATM防水不銹鋼外殼、皮表帶、礦物玻璃水晶、振動(dòng)電機(jī)，三軸加速計(jì)和環(huán)境光傳感器。Meta Watch平臺(tái)優(yōu)化用于低功率運(yùn)行，是基于TI MSP43超低功耗微控制器和CC2560藍(lán)牙主機(jī)控制器接口的綜合應(yīng)用解決方案。
 

軟件平臺(tái)

總體軟件結(jié)構(gòu)框圖比較簡(jiǎn)單。操作系統(tǒng)是FreeRTOS（從freertos.org獲取）。這是一個(gè)小的搶占式RTOS在嵌入式應(yīng)用中使用，在該 系統(tǒng)中任務(wù)的數(shù)目是不固定的，但是由于在MSP430有限的RAM，建議還是采用典型的體系結(jié)構(gòu)。任務(wù)之間的通信是通過消息隊(duì)列。有一個(gè)系統(tǒng)的緩沖池，以 支持分配/釋放消息。事件也作為消息發(fā)送，每個(gè)任務(wù)都有一個(gè)輸入消息隊(duì)列。
 

這里主要操作系統(tǒng)處理的藍(lán)牙接收/發(fā)送任務(wù)。藍(lán)牙通信是一個(gè)雙向的任務(wù)，大多數(shù)的通信不要求其它任務(wù)的參與。消息是通過將它們的藍(lán)牙傳輸隊(duì)列發(fā)送到手機(jī)。 從手機(jī)接收到的消息被放置在已登記為他們的隊(duì)列中任務(wù)隊(duì)列中。該應(yīng)用程序功能是負(fù)責(zé)處理一些藍(lán)牙事件，如配對(duì)和（重新）連接，提供藍(lán)牙API調(diào)用來協(xié)助管 理連接。

方案特點(diǎn)：

帶兩個(gè)16×80白色OLED顯示屏的模擬/數(shù)字（MSP-WDS430BT1000AD）
帶96×96反射/始終開啟顯示技術(shù)的數(shù)字（MSP-WDS430BT2000D）
藍(lán)牙無線技術(shù)、防水、加速計(jì)。
環(huán)境光傳感器、充電電池、不銹鋼外殼和皮表帶。

方案優(yōu)勢(shì)：

能夠快速開發(fā)“連接手表”應(yīng)用；
可連接到智能手機(jī)、平板電腦和其他電子設(shè)備；
方便顯示來自移動(dòng)應(yīng)用或互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的信息；

詳細(xì)資料下載：【資料】TI METAWATCH藍(lán)牙智能手表方案

方案二：基于Atmel ATSAM4L多功能智能手表解決方案

1、方案功能框圖

2、方案功能描述

① 時(shí)間記錄功能：時(shí)間記錄功能（年、月、日、星期、時(shí)、分、秒）、鬧鈴功能、秒表功能。
② 溫度測(cè)量功能：過溫、欠溫報(bào)警功能。
③ 氣壓測(cè)量功能：根據(jù)氣壓值計(jì)算高度。
④ 加速度測(cè)量功能：3軸加速度測(cè)量、計(jì)步功能、跌倒監(jiān)測(cè)（選作）。
⑤ 心率測(cè)量功能：心電信號(hào)測(cè)量、心率數(shù)據(jù)計(jì)算、導(dǎo)聯(lián)脫落監(jiān)測(cè)。
⑥ OLED顯示功能：顯示時(shí)間與日期、溫度、氣壓、加速度數(shù)據(jù)、心率。
⑦ 電池管理功能：電池充電管理、電池放電管理。
⑧ 藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸功能：向BLE設(shè)備傳輸溫度數(shù)據(jù)、氣壓數(shù)據(jù)、加速度數(shù)據(jù)、傳輸心率數(shù)據(jù)。

3、方案重要特征

①采用Atmel ATSAM4LS2BA M4處理器，最高可達(dá)48MHz
②采用TDK超小尺寸藍(lán)牙模塊
③采用NXP PCF8563T低功耗的CMOS實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片
④溫度測(cè)量采用ADI ADT7420 ±0.25°C精度、 16位數(shù)字I2C溫度傳感器
⑤氣壓測(cè)量采用EPCOS T5402測(cè)量范圍在300 hPa ~ 1100 hPa數(shù)字氣壓傳感器
⑥加速度測(cè)量采用ADI ADXL362超低功耗、3軸MEMS加速度計(jì)
⑦心率測(cè)量采用ADI AD8232單導(dǎo)聯(lián)心率監(jiān)護(hù)模擬前端

4、方案照片

方案三：Freescale智能手表創(chuàng)新方案及元器件選型

智能手表框圖：

•應(yīng)用處理器

i.MX6SL : i.MX 6SoloLite處理器 - 單核, 可穿戴應(yīng)用, 低功耗, EPD控制器, ARM® Cortex®-A9內(nèi)核

i.MX 6SoloLite系列具有一個(gè)內(nèi)核，運(yùn)行頻率高達(dá)1.0 GHz，帶有256 KB L2緩存和32位DDR3/LPDDR2支持。同時(shí)集成了EPD控制器和LCD控制器，適用于新一代電子書閱讀器和智能設(shè)備，專為常規(guī)的嵌入式設(shè)備、汽車 電子、工業(yè)控制盒消費(fèi)電子等應(yīng)用而優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)高性能和高能效，在高性能應(yīng)用領(lǐng)域中的節(jié)能效果領(lǐng)先業(yè)界…

優(yōu)勢(shì)及特色：

1．?dāng)?shù)據(jù)連接：3個(gè)USB 2.0、以太網(wǎng)、擴(kuò)展端口
2．安全性：高級(jí)安全功能支持高可靠引導(dǎo)、加密引擎、隨機(jī)數(shù)生成器和篡改檢測(cè)
3. 封裝和溫度：13 x 13 mm，0.5 mm BGA、寬溫度范圍(-40C至+105C)，高達(dá)1 GHz
  
•微控制器

①   K70_120：Kinetis K70圖形LCD 120/150 MHz MCU

Kinetis K7x MCU系列也是近段時(shí)間Freecale非常火的系列MCU，擁有10種低功耗模式，提供電源和時(shí)鐘門控，可以實(shí)現(xiàn)最佳的外設(shè)活動(dòng)和恢復(fù)時(shí)間，當(dāng)工作電壓 降至1.71 V時(shí)，仍可實(shí)現(xiàn)完整的存儲(chǔ)器和模擬操作，延長(zhǎng)了電池使用時(shí)間，同時(shí)低漏電喚醒單元，帶有多達(dá)8個(gè)內(nèi)置模塊和16個(gè)引腳，可作為低漏電停止(LLS)模式/ 超低漏電停止(VLLS)模式的喚醒源，同時(shí)也非常適用于工業(yè)應(yīng)用，如PLC、LCD控制面板…

優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)：

1.      超低功耗：低功耗定時(shí)器支持系統(tǒng)在低功耗狀態(tài)下持續(xù)運(yùn)行
2.      閃存：512 KB - 1 MB閃存。支持快速訪問，具備高可靠性，提供4級(jí)安全保護(hù)
3.      混合信號(hào)功能：模擬參考電壓可為模擬模塊、ADC和DAC提供精確的參考值，代替外部參考電壓，降低系統(tǒng)成本
  
②    K40_100 : Kinetis K40 USB和段式LCD 100 MHz MCU

Kinetis K4x MCU系列與Kinetis K1x MCU系列的引腳、外設(shè)和軟件相兼容，它添加了包含設(shè)備充電器檢測(cè)功能的全速USB 2.0 OTG接口，還具有一個(gè)靈活的低功耗段式LCD控制器，可支持320段。此系列的器件從128 KB閃存的80引腳LQFP封裝，到512 KB閃存的144引腳MAPBGA封裝，規(guī)格非常齊全，并包含一套豐富的模擬、通信、定時(shí)和控制外設(shè)…

優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)：

1.      性能：獨(dú)立的閃存Bank可以并發(fā)執(zhí)行代碼和固件更新，既不會(huì)影響性能，也無需復(fù)雜的編碼例程
2.      定時(shí)和控制：4通道32位周期中斷定時(shí)器可為實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度程序提供時(shí)基，還可為ADC轉(zhuǎn)換和可編程延遲模塊提供觸發(fā)源
3.      人機(jī)接口：帶有多達(dá)16路輸入的硬件觸摸傳感接口。可在所有低功耗模式下運(yùn)行
 
③   K20_100 : Kinetis K20 USB 100 MHz MCU

一款32位微控制器(基于ARM® Cortex®-M4內(nèi)核)，采用5 x 5 mm封裝和0.4 mm間距，是Kinetis K系列中封裝規(guī)格最小的產(chǎn)品。這款新的封裝產(chǎn)品采用最低長(zhǎng)度的互連，提高了電路板空間，增強(qiáng)了性能，支持現(xiàn)有應(yīng)用的微型化…

優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)：

1. 定時(shí)和控制：3個(gè)FlexTimer，共有12個(gè)通道。硬件死區(qū)時(shí)間插入和正交解碼，用于電機(jī)控制
2.數(shù)據(jù)連接與通信：兩個(gè)CAN模塊，適用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)橋接、多達(dá)3個(gè)DSPI和兩個(gè)I2C
3. 安全性：如果發(fā)生看門狗事件，外部看門狗監(jiān)控器可將輸出引腳置于安全狀態(tài)外部組件
 
④   KL1x : Kinetis KL1x通用MCU

Kinetis KL1x MCU系列除了L0x MCU系列提供的外設(shè)外，它還增加了存儲(chǔ)器、通信和
模擬外設(shè)。還與Kinetis K10 MCU系列、其他Kinetis KL1x、KL2x、KL3x及KL4xMCU系列兼容，為遷移到更低或更高性能和實(shí)現(xiàn)功能集成提供了解決之道，所以大伙們可以隨心所欲了…

優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)：

1.      低功耗：多個(gè)靈活的低功耗模式，包括新的計(jì)算時(shí)鐘選項(xiàng)，該功能通過將外設(shè)置于異步停止模式，降低了動(dòng)態(tài)?功耗
2.      可靠性：存儲(chǔ)器保護(hù)單元可為交叉開關(guān)上的所有主設(shè)備提供存儲(chǔ)器保護(hù)，提高軟件可靠性
3.      規(guī)格非常齊全：每種器件不僅具備超低功耗的性能，還包含一套豐富的模擬、通信、定時(shí)和控制外設(shè)
 
•傳感器

①   FXOS8700CQ : 數(shù)字傳感器 – 3D加速度傳感器(±2g/±4g/±8g) + 3D磁力計(jì)

這款器件在小型3 x 3 x 1.2 mm QFN塑料封裝中結(jié)合了業(yè)界領(lǐng)先的加速度傳感器和磁力傳感器，將14位加速度傳感器和16位磁力計(jì)與高性能ASIC結(jié)合在一起構(gòu)建電子羅盤解決方案，典型 的方向分辨率為0.1度，羅盤方位精度誤差小于5度，同時(shí)可滿足大部分應(yīng)用如：無人機(jī)、智能電視、機(jī)器人…

優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)：

1.    高度集成、寬動(dòng)態(tài)范圍±1200 μT
2.    內(nèi)嵌矢量大小檢測(cè)、內(nèi)嵌自動(dòng)硬鐵校準(zhǔn)、低功耗
 
②   MPL3115A2: 50至110kPa，絕對(duì)數(shù)字壓力傳感器

此款器件可提供非常精確的壓力和海拔高度數(shù)據(jù)，具有采樣頻率可調(diào)的能力。它的功耗非常低，具有多種智能功能，不需要移動(dòng)設(shè)備、醫(yī)療和安全應(yīng)用進(jìn)行數(shù)據(jù)處 理，其智能功能包括數(shù)字輸出、兩個(gè)用于自動(dòng)喚醒的中斷、最小/最大閾值檢測(cè)及自動(dòng)數(shù)據(jù)采集，是消費(fèi)電子及醫(yī)療保健應(yīng)用的絕佳選擇…

優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)：

1.    分辨率低于1英尺/0.3米、壓力范圍：20–110 kPa
2.    20位壓力測(cè)量(帕)、20位海拔高度測(cè)量(米)、12位溫度測(cè)量
3. 板載智能、靈活的采樣頻率，最高達(dá)128 Hz
 
③   MMA955xL: 飛思卡爾運(yùn)動(dòng)傳感平臺(tái)

這款智能運(yùn)動(dòng)傳感平臺(tái)用于移動(dòng)設(shè)備，是業(yè)界第一個(gè)集成了MEMS加速度傳感器、32位嵌入式ColdFire®微控制器、閃存和管理其他傳感器的專用架構(gòu) 的傳感平臺(tái)，可提供自由落體檢測(cè)、傾斜和3D方向檢測(cè)、敲擊和雙敲擊檢測(cè)、航位推算、沖擊檢測(cè)、振動(dòng)和突然性運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和電源管理，在消費(fèi)電子、工業(yè)及醫(yī)療 保健中發(fā)揮著巨大的作用…

優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)：

1.硬件：廣泛的電源管理特性和低功耗模式、集成式14位ADC、單線后臺(tái)調(diào)試模式(BDM)引腳接口
2.軟件：項(xiàng)目向?qū)е恍椟c(diǎn)擊9下便可創(chuàng)建項(xiàng)目、片上跟蹤緩沖區(qū)支持跟蹤和分析，無需額外硬件便可提供類似模擬器的調(diào)試功能
 
•電源管理

MMPF0100 : 14通道可配置電源管理集成電路

是PF系列PMIC的首款產(chǎn)品。采用可配置和可編程的架構(gòu)，支持各種不同電流級(jí)別的輸出，為內(nèi)核處理器、存儲(chǔ)器和各種外設(shè)提供電源。它通過集成完善的系統(tǒng) 級(jí)電源管理功能，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這樣可以極大地減少設(shè)計(jì)復(fù)雜性并節(jié)省物料成本。優(yōu)化的性能架構(gòu)為消費(fèi)電子、工業(yè)和汽車等應(yīng)用帶來更高的效率和更先進(jìn)的功 能…

優(yōu)勢(shì)及特色：

1.      電源：4至6個(gè)降壓穩(wěn)壓器，具體取決于配置、電源控制邏輯，帶處理器接口和事件檢測(cè)、輸出電壓、順序和定時(shí)功能可編程
2.      可配置性：可單獨(dú)編程的開、關(guān)和待機(jī)模式、可滿足消費(fèi)電子/工業(yè)和汽車行業(yè)的AEC-100等級(jí)3規(guī)格
3.      輸入電源及通行：PMIC輸入電壓范圍：2.8 - 4.5 V和I2C控制
 
智能手表的誕生不僅代表了高科技時(shí)代從智能移動(dòng)設(shè)備擴(kuò)散到智能可穿戴，同時(shí)也代表了人們住進(jìn)了更加智能化的生活中…

一位美國(guó)的市場(chǎng)研究分析師也將過去的一年稱為智能手表元年，代表智能手表從無到有從可能到現(xiàn)實(shí)的節(jié)點(diǎn)。或許是基于它品質(zhì)不夠完善、功能不夠全面、內(nèi)容不夠豐富等等，智能手表的盛行時(shí)間比我們預(yù)想的要來得更晚一些，但是在不久的以后也會(huì)像智能手機(jī)這樣鋪蓋到世界的每個(gè)角落。

資料下載： 飛思卡爾創(chuàng)新智能手表方案 

方案四：Maxim低功耗高集成健康智能手表設(shè)計(jì)方案

Maxim健康手表方案除測(cè)量人體生命體征外，健康手表也內(nèi)置安全功能，將擁有者作為唯一用戶進(jìn)行認(rèn)證、加密隱私信息并可防篡改攻擊。防御性保健的未來發(fā)展需要以監(jiān)測(cè)為依據(jù)，Maxim的健康手表是順應(yīng)這種健康生活方式的便攜式設(shè)計(jì)方案。


Maxim的健康手表作為健康管理平臺(tái)，用于展示如何構(gòu)建腕帶監(jiān)護(hù)裝置。現(xiàn)在，這款手表即健康管理平臺(tái)，能夠允許我們構(gòu)建各種設(shè)備，特別是手表、可穿戴電 子設(shè)備等，使我們的客戶能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品快速、高效上市，不會(huì)浪費(fèi)大量的工程費(fèi)用。這個(gè)平臺(tái)非常全面，提供IC、軟件、應(yīng)用程序，我們已經(jīng)為您解決了開發(fā)此類 系統(tǒng)面臨的許多問題，讓您更好地利用時(shí)間。健康是健身以及遠(yuǎn)程監(jiān)控的理想工具，全球范圍內(nèi)，有超過10億人飽受慢性疾病的困擾，通過監(jiān)測(cè)生命體征，可提前 預(yù)防疾病，避免惡化。

在健身過程中，您可以看到鍛煉情況以及鍛煉效果。您的心臟是否越來越健康？或者鍛煉是否造成了身體損害？此類設(shè)備可以全部量化監(jiān)護(hù)數(shù)據(jù)。借助數(shù)據(jù)，您可以將這些信息應(yīng)用到訓(xùn)練、康復(fù)，確保您在做正確的事情。

這款設(shè)備還可監(jiān)測(cè)姿態(tài)。姿態(tài)信息可指示跌倒，躺下或站立。配合運(yùn)動(dòng)信息，我們可以判斷您剛剛進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)，您在散步？跑步？俯臥撐或仰臥起坐？您在進(jìn)行怎樣的鍛煉？所以，姿態(tài)信息加上運(yùn)動(dòng)信息，有助于判斷您正在做哪種活動(dòng)。

該款健康平臺(tái)包含6種Maxim器件，可檢測(cè)多種身體特征，將來會(huì)更多。

點(diǎn)擊下圖觀看方案演示視頻：



方案五：基于 ST STM32L151 光采集監(jiān)測(cè)心率手表解決方案

1. 方案功能框圖

2. 功能描述

　　① 計(jì)步功能的檢測(cè)：當(dāng)人行走時(shí)，能夠根據(jù)加速度的變化采集步數(shù)資料

　　② 心率的檢測(cè)：將 ADPD142RG 的綠色 LED 燈貼近人的動(dòng)脈時(shí)，能夠利用光的反射對(duì)心跳進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

　　③ 支援藍(lán)牙低功耗 4.0 無線通訊：BlueNRG 將計(jì)步資料與心跳檢測(cè)資料利用 BLE 模組發(fā)送到手機(jī)上。

3. 重要特性

　　① 采用 ST STM32L151高性能ARM Cortex-M3 32位元內(nèi)核晶片，在32MHz時(shí)高達(dá)33DMIPS;

　　② 采用 ST BlueNRG嵌入BlueNRG4.0 Low-Energy協(xié)定棧藍(lán)牙網(wǎng)路處理晶片

　　③ 加速度測(cè)量采用 ST LIS3DH 超低功耗、3軸MEMS加速度計(jì)

　　④ 心率監(jiān)測(cè)采用 ADI ADPD142RG 紅綠光LED測(cè)心率

4. 方案照片（下圖是光采集監(jiān)測(cè)心率的模組，主機(jī)板還在開發(fā)中）

方案六：基于 BLUENRG + LIS3DH 的智能手表方案

方案性能：

 可測(cè)量運(yùn)動(dòng)步數(shù)，計(jì)算運(yùn)動(dòng)距離、卡路里消耗等

 采用超低功耗 STM32L15x MCU

 選用高精度MEMS傳感器：LIS3DH

 BLUENRG 支持 BLE 4.0 協(xié)議棧，SLAVE 模式

 USB接口充電，藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸

 提供原理圖、PCB、源代碼

 PCB尺寸：3cm × 1cm

方案示意圖：