健康可穿戴设备参考设计可节省开发时间和精力

全面的硬件/软件参考设计包括用于各种健康参数的传感器

对于设计团队来说，开始一个新项目既是激动人心的时刻，也是充满挑战的时刻。这是一个在（希望）有趣的项目上使用新组件和工具来创造一些特别的东西的机会。但这也是一个挑战，因为除了与设计相关的问题外，团队还必须应对上市时间压力、营销变化和客户反馈。这就是为什么一个好的参考设计可以通过压缩前期工作和最大限度地减少意外来产生重大影响。

当然，一些初步的软件开发可以使用 PC、开发工具、处理器仿真器，甚至是部分电路的粗略面包板立即开始。然而，很快，实际的电路——“硬件”——就需要进行认真的开发、调试、硬件/软件集成，甚至一些预生产的试验单元。

对于可穿戴设备，团队的问题被一个不可避免的事实放大：设备需要与不同的模拟传感器接口，每个传感器都有独特的信号接口电平、类型和噪声问题。例如，EKG 胸带传递的微伏信号被 50/60-Hz 的大噪声分量和身体噪声破坏，而血氧传感光电二极管是毫安电流源。这意味着模拟前端的设计比有多个通道时要困难得多，但至少是相同类型的。此外，该应用需要高度的功能，包括小型封装中的无线接口，以及极低的功耗要求。

实现这一现实点可能需要大量的工程资源和时间，几乎没有空间为不可避免的最后一刻需要迭代设计的问题留下空间。如果团队经验丰富且幸运的话，要拥有一个可靠的、可操作的项目原型以及所需的开发工具和接口，至少需要三个月，通常是六个月，甚至可能更长时间。

通往概念证明的漫长道路

还有压力要让一些看起来“合理地”接近最终产品的东西来展示营销、管理、关键客户甚至焦点小组来验证该方法。这提供了一个“概念证明”，以在设计进展太远之前测试设计外观和功能。显然，拼凑在一起的原型设置不足以胜任这个角色。

至少，项目团队必须：

研究供应商产品及其数据表；根据性能、功耗、价格和可用性的权衡选择所需的有源和无源组件。当前端有不同类型的传感器而不是相同传感器类型的多个通道时，这是一个额外的挑战。

订购所需的零件；有些公司专门为这些小批量订单设立了专门的采购小组，但在很多情况下，团队可能不得不自己动手。他们甚至可能不得不将费用记入公司信用卡，因为削减采购订单 （PO） 是一个耗时的过程。

获取所有需要的部件，构建一个粗略的原型，然后让它运行。如果存在问题，请确定是基本设计错误，还是只是粗略原型存在时序、信号完整性和其他希望最终 PC 板不存在的问题。

当原型硬件看起来不错时，制作、加载和检查一些接近最终的 PC 板原型，以便完成最终的系统集成、调试、算法开发和其他任务

由于这些原因和其他原因，许多供应商现在提供参考设计，范围从基本的、几乎没有经过测试的原理图一直到完整的、经过全面审查的评估/开发板。

最大限度地减少开发可穿戴健康/健身设计的挫折感

Maxim 的用于可穿戴健康和健身应用的 hSensor 平台是一个节省时间和减少挫折感的参考设计示例，该平台通常涉及各种非常不同的传感器。该平台（正式名称为 MAXREFDES100#）简化了采集和处理输入，例如来自胸带、ECG/EKG 贴片、腕戴式设备、温度计、一次性温度贴片、血氧测量仪、智能体重秤和生物认证系统的输入。它甚至还有惯性传感器（3 轴加速度计、6 轴加速度计/陀螺仪），如图 1所示。 完整的软件包包括 hSensor 板、带驱动程序的固件、调试器板和 GUI。（请注意，此参考设计也是 Mouser Electronics/Hackster.io “ Maker Madness ”竞赛中“2016 年最佳物联网主板”类别的提名。）

小板仅 25.4 毫米 x 30.5 毫米——在单个纽扣电池上运行，并允许通过蓝牙低能耗链路监控数据、存储在闪存中或通过 USB 流式传输。它通过 ARM® mbed™ 硬件开发套件提供附加功能。使用 Maxim 网站上的免费源代码，设计人员还可以下载应用算法并根据需要进行修改。

考虑到为快速发展的健康/保健市场开发产品的设计团队面临着许多同时（而且往往是相互矛盾的）压力，使用诸如 Maxim 的 hSensor 平台之类的参考设计不仅是明智之举，甚至可能是唯一一个说得通。

审核编辑：郭婷