本文主要是介绍在穿戴技术中的作用，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
智能手机在许多成熟市场中的普及率高，再加上成本更低的MEMS传感器的广泛使用，导致了新一代的电子产品，即可穿戴设备的兴起。可穿戴设备是一种高度便携的装置，佩戴或附加在身体上，能够通过一个或多个传感器测量/捕获信息。图1显示了一个可穿戴设备的通用信息流程图。
可穿戴设备信息流映像
图1：可穿戴设备信息流。
可穿戴设备可以根据其服务的市场细分或他们打算佩戴的身体部位进行广泛分类。表1显示了可穿戴设备的常见分类及其典型用例。
| 体育与健身 | 信息娱乐/游戏 | 医疗/医疗 | 生活方式 | 工业/军事 | |
| 眼 | 智能眼镜 发光眼镜 | 智能眼镜 平视显示器 音乐眼镜 成像设备 虚拟现实耳机 | 仿生隐形眼镜 | 平视显示器 | |
| 颈部 | USB项链 | 领耳机 | |||
| 体* | 智能服装 | 触觉背心（游戏） | 血糖监测 心电监护仪 肌肉疲劳监测 组织生长监测 可穿戴补丁 药 | 显示T恤 拥抱夹克 | 智能服装 |
| 手腕 | 运动手表 实时监控器 睡眠传感器 情绪测量 位置跟踪器 | 智能手表 手势控制带 | seoximeters普勒 血压计 心率监视器 医学提醒 | 友谊bracelent USB袖扣 点亮腕带 | 一方面终端 |
| 脚 | 智能袜子 智能鞋 计步器 | 鞋垫传感器 | |||
| 杂项 | 智能头盔 三维运动跟踪 | 助听器 EEG耳机 毕丽儒斌的毯子 辅助生活 | 安全钱包 凛德头上套 个人安全 宠物追踪器 | ||
使用案例 | 1。连续获取信息 2。记录重要度量值而不停顿 三.在社交媒体上设定目标，分享活动和锻炼计划 | 1。连续获取信息 2。增强现实应用 三.共享媒体实时和免提 | 1。促进病人的远程监护 2。自我监测医疗健康和日志生命指标 | 1。炫耀技术出现怪异或时髦 |
表1：可穿戴设备分类。
*身体：包括手臂，躯干和腿。
大多数可穿戴设备配备有一个或多个传感器、处理器、存储器、连接链路(即无线电控制器)、显示器和电池。图2显示了活动监视器的框图。
活动监视器框图
图2：框图-活动监视器(可穿戴设备)。
由于这些设备要穿戴在人体上，因此必须考虑其他方面的问题，以控制这些设备的接受：
通信模式支持
平均电池寿命
低成本
产品尺寸和重量
在接下来的几节中详细讨论了这些方面。
通信模式
有各种不同的通信协议，可用于服饰，包括像蓝牙经典，ZigBee标准，和Wi-Fi，以及专有接口的芯片供应商的开发。标准的协议，如蓝牙经典，ZigBee和Wi - Fi没有被设计为低功耗作为首要考虑。出于这个原因，许多OEM选择使用专有的协议侧重于能源效率。专有协议的使用限制了这些可穿戴产品的灵活性，限制了它们之间的互操作性，只有使用相同的专有协议的设备才可以使用。
为了解决这些局限性，蓝牙特别兴趣小组(SIG)引入了蓝牙专用低功耗技术，旨在实现短距离通信的最低功率。就像蓝牙的经典，竹叶提取物继续运行在2.4 GHz ISM频段的带宽为1 Mbps的。竹叶提取物的一些显著特征是：
的低数据速率使理想的适合只适用于状态信息交换的应用程序。
该协议被优化为以规则间隔突发地发送小数据块，从而使得主机处理器在不传输信息的情况下能够最大限度地减少在低功率模式下工作的时间。
该协议进行了优化，以减少从连接设置到数据交换所需的时间在几秒钟之内。
架构的每一层都经过优化以降低功耗：
与蓝牙经典相比，物理层的调制指数增加，从而有助于减少发送和接收电流。
为了快速重新连接，链路层进行了优化，从而降低了功率。
控制器实现各种关键任务，如建立连接和忽略重复的数据包，从而使主机处理器在持续时间内保持低功耗模式。
它有一个类似于蓝牙的健壮架构，支持32位CRC的自适应跳频。
它只支持广播模式，因此可穿戴通信不需要进行连接过程。
与标准蓝牙收音机不兼容，因为它是一种不同的技术。然而，蓝牙双模设备支持蓝牙和经典蓝牙。由于对蓝牙智能Ready主机采用(双模装置)，可消除一个适配器的操作相比专有协议的需要。
适用于可穿戴设备的竹叶适合协议，原因如下：
超低功耗优化协议。
低功耗有助于降低电池的尺寸，从而降低产品的成本、尺寸和重量。
易用性，因为智能手机中有现成的智能主机。
可穿戴设备在长时间间隔内交换少量信息。
然而，通信协议只是可穿戴设备的一部分。可穿戴设备包括许多其他的块，如传感器、处理传感器信号的模拟前端、数字信号处理以滤除从环境中拾取的任何噪声、记录信息的存储、执行高级系统相关功能的处理器、电池充电器和其他子系统。
图3显示的是一个光学心率监测腕带一个典型的实现。一种光学心率监视器的工作原理是利用光学技术来检测血液体积的变化。在这项技术中，一个LED被用来照亮组织，反射的信号携带着与血液体积变化有关的信息，用光电二极管测量。
光学心率监视器图
图3：光学心率监测腕带。
一个跨阻抗放大器(TIA)用来将光电流转换成电压。然后用ADC将这个电压信号转换成数字信号。然后在固件中处理该数字信号，以消除dc偏移和高频噪声，从而检测心跳。也可以使用有源滤波器在模拟域中进行滤波。
心跳信息被发送到提取控制器，然后使用蓝牙链路传输到可使之生效的设备。在一些光学心率监视器，一个独立的控制器进行心率处理之前进行了沟通的主处理器通过I2C或SPI接口/ IART。
在这样的系统中，使用多个分立元件使系统设计变得更加复杂，因为不同部件之间的电兼容性强，测试复杂度增加。此外，还对功率消耗影响显著(由于缺乏对安全的控制，在不使用时)，BOM成本，PCB板的尺寸。
利用PSoC 4和蓝牙构建蓝牙物联网设备
为了解决这些问题，多家供应商已经发布了基于片上系统(SOC)体系结构的设备。这些设备不仅有控制器，而且还集成了模拟和数字子系统，可用于实现基本模拟前端和其他数字功能。一个这样的控制器是基于PSoC 4 BLE芯片Cypress的可编程系统(PSOC)架构。本系统已被设计为可穿戴设备市场，包括一个48 MHz的Cortex-M0处理器，可配置的模拟和数字资源，并内置BLE触发(可编程无线电芯片)子系统。图4显示的PSoC 4的控制器体系结构。
PSoC 4的建筑形象
图4：PSoC 4的总体结构。
在模拟前，这个装置有四个配置的运算放大器，两个低功耗比较器，一个高速SAR ADC，以及一个专用的电容式感应块使先进的基于触摸的用户界面。在数字方面，它有两个串行通信模块(SCB)可用于实现I2C和UART / SPI协议，四的16位硬件Timer Counter PWMs(tcpwm)，和四的通用数字模块(UDB)用于实现硬件数字逻辑就像一个FPGA。
图5显示了上述使用PSoC 4 BLE设备的腕带的实施。
PSoC 4的光学心率监测图像
图5：光学心率监测腕带- PSoC 4 BLE。
在这个实现中，PSoC 4 BLE设备实现了所有的功能需要使用其内部资源。控制器以外需要的唯一组件是一些无源元件和用于驱动LED的晶体管，以及作为RF匹配网络的一部分所需的晶体管。这种综合方法，开发商已经在AFE的功耗控制，可以禁用它，当它不使用，从而降低系统的BOM和PCB尺寸。此外，使用集成的SOC架构有助于缩短上市时间：
为系统开发准备好可用的固件
同一硅中的所有块都可以相互操作，不需要开发人员自己集成这些组件。
可配置环境提供了灵活性，可以轻松地合并最后一分钟更改，而无需重新设计。
一些可穿戴设备的设计，一个Cortex-M0内核可能无法满足应用需求提供足够的处理能力。对于这些应用，一个M3内核可以用来处理系统相关的功能，而另一个基于SoC的PSoC 4可控制随着AFE和数字逻辑的蓝牙接口。
在智能手机、平板电脑和其他便携式设备中，越来越多地采用蓝牙智能设备，这就使得蓝牙低能耗成为可穿戴产品通信协议的热门选择。支持这些应用的电源要求，各芯片厂商已经开发的控制器和SoC支持BLE。SoC可有助于降低系统功耗，BOM，和大小的产品使可穿戴市场更加有吸引力和有前途的。
杂项
这篇关于在穿戴技术中的作用的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
