基于瑞萨电子的智能拐杖参考设计

随着辅助护理产品的下一次进化的兴起，你奶奶的下一个手杖可能会在技术方面与你的智能手机相媲美。智能手杖能够监测健康生命体征并集成 GPS 和传感器，因此它会立即知道用户何时何地跌倒或感觉到不规则的心跳。蜂窝、Wi-Fi 或蓝牙®无线连接功能还可以在医疗紧急情况下提醒护理人员。即使是简单的基于位置的服务，当有人离家太远时提醒家人，或帮助迷路的人回家的方向，这些只是最新一代智能手杖提供的服务中的一小部分。

这些智能手杖不仅适用于老年人。徒步旅行者和步行者也喜欢其中的许多功能，尤其是在携带智能手机不理想的地方，例如更容易掉落手机的岩石或不平坦表面。这也推动了对这些设备的需求。

瑞萨电子的智能拐杖参考设计包含了许多这些功能。它通过生物识别技术监控用户的健康状况，以及环境中的热或冻结警告以及加速和倾向以检测用户跌倒。它还提供 GPS 定位和物联网连接，以便在必要时跟踪用户。它也可以用于离家出走的阿尔茨海默病患者。最后，智能拐杖还有一个内置的 LED 手电筒，用于在黑暗区域导航。整个智能拐杖由可充电锂离子电池供电。

这个单元的“心脏”是RA4M1。该系列 MCU 在低功耗需求与连接性和性能需求之间取得了平衡。这些 MCU 使用带有高达 512kB 嵌入式闪存的 Arm ® Cortex Ⓡ -M4内核提供高达 48MHz 的 CPU 性能。该系列提供广泛的外设，包括 USB、CAN、ADC、蓝牙低功耗 5.0、电容式触摸、段 LCD 控制器和安全 IP 集成，使其适用于物联网、工业设备、家用电器、办公设备、医疗保健产品和仪表。它具有强大的计算能力来管理此设计中使用的所有传感器数据和通信，包括分析 6 轴 G 传感器数据。

此智能拐杖参考设计上的传感器至关重要。OB1203是一个完全集成的光学传感模块，用于脉搏血氧仪（光电容积描记术或 PPG）、多通道颜色传感 （CS）、环境光传感 （LS） 和接近传感 （PS）。通过适当的算法，它可以确定人的心率、血氧饱和度 （SpO2）、呼吸频率和心率变异性。HS3003是一款高精度、完全校准的相对湿度和温度传感器，具有快速的测量响应时间，允许用户监控环境。这些特性以及小封装尺寸使 HS3003 成为需要便携性和恶劣环境的应用的理想选择。ISL29035 _是一个集成的环境和红外光到数字转换器，其先进的自校准光电二极管阵列模拟人眼响应，具有出色的红外抑制。

在电池充电方面，ISL9205D是一款集成式单节锂离子充电器，能够在低至 2.5V 的输入电压下工作。低工作电压允许充电器与各种交流适配器一起工作。ISL91127IR是一款大电流 （4.5A） 高效率降压-升压稳压器，它使用专有的降压-升压算法来保持电压调节，同时在输入电压接近输出电压时提供出色的效率和极低的输出电压纹波。

借助此参考设计，瑞萨电子向工程师展示了一种紧凑且坚固的智能手杖/拐杖设计，该设计易于扩展，并包含这些类型的应用中可能需要的其他功能。

有关此设计的最新