全面的硬件/軟件參考設(shè)計包括用于各種健康參數(shù)的傳感器

對于設(shè)計團(tuán)隊來說，開始一個新項目既是激動人心的時刻，也是充滿挑戰(zhàn)的時刻。這是一個在（希望）有趣的項目上使用新組件和工具來創(chuàng)造一些特別的東西的機會。但這也是一個挑戰(zhàn)，因為除了與設(shè)計相關(guān)的問題外，團(tuán)隊還必須應(yīng)對上市時間壓力、營銷變化和客戶反饋。這就是為什么一個好的參考設(shè)計可以通過壓縮前期工作和最大限度地減少意外來產(chǎn)生重大影響。

當(dāng)然，一些初步的軟件開發(fā)可以使用 PC、開發(fā)工具、處理器仿真器，甚至是部分電路的粗略面包板立即開始。然而，很快，實際的電路——“硬件”——就需要進(jìn)行認(rèn)真的開發(fā)、調(diào)試、硬件/軟件集成，甚至一些預(yù)生產(chǎn)的試驗單元。

對于可穿戴設(shè)備，團(tuán)隊的問題被一個不可避免的事實放大：設(shè)備需要與不同的模擬傳感器接口，每個傳感器都有獨特的信號接口電平、類型和噪聲問題。例如，EKG 胸帶傳遞的微伏信號被 50/60-Hz 的大噪聲分量和身體噪聲破壞，而血氧傳感光電二極管是毫安電流源。這意味著模擬前端的設(shè)計比有多個通道時要困難得多，但至少是相同類型的。此外，該應(yīng)用需要高度的功能，包括小型封裝中的無線接口，以及極低的功耗要求。

實現(xiàn)這一現(xiàn)實點可能需要大量的工程資源和時間，幾乎沒有空間為不可避免的最后一刻需要迭代設(shè)計的問題留下空間。如果團(tuán)隊經(jīng)驗豐富且幸運的話，要擁有一個可靠的、可操作的項目原型以及所需的開發(fā)工具和接口，至少需要三個月，通常是六個月，甚至可能更長時間。

通往概念證明的漫長道路

還有壓力要讓一些看起來“合理地”接近最終產(chǎn)品的東西來展示營銷、管理、關(guān)鍵客戶甚至焦點小組來驗證該方法。這提供了一個“概念證明”，以在設(shè)計進(jìn)展太遠(yuǎn)之前測試設(shè)計外觀和功能。顯然，拼湊在一起的原型設(shè)置不足以勝任這個角色。

至少，項目團(tuán)隊必須：

研究供應(yīng)商產(chǎn)品及其數(shù)據(jù)表；根據(jù)性能、功耗、價格和可用性的權(quán)衡選擇所需的有源和無源組件。當(dāng)前端有不同類型的傳感器而不是相同傳感器類型的多個通道時，這是一個額外的挑戰(zhàn)。

訂購所需的零件；有些公司專門為這些小批量訂單設(shè)立了專門的采購小組，但在很多情況下，團(tuán)隊可能不得不自己動手。他們甚至可能不得不將費用記入公司信用卡，因為削減采購訂單 （PO） 是一個耗時的過程。

獲取所有需要的部件，構(gòu)建一個粗略的原型，然后讓它運行。如果存在問題，請確定是基本設(shè)計錯誤，還是只是粗略原型存在時序、信號完整性和其他希望最終 PC 板不存在的問題。

當(dāng)原型硬件看起來不錯時，制作、加載和檢查一些接近最終的 PC 板原型，以便完成最終的系統(tǒng)集成、調(diào)試、算法開發(fā)和其他任務(wù)

由于這些原因和其他原因，許多供應(yīng)商現(xiàn)在提供參考設(shè)計，范圍從基本的、幾乎沒有經(jīng)過測試的原理圖一直到完整的、經(jīng)過全面審查的評估/開發(fā)板。

最大限度地減少開發(fā)可穿戴健康/健身設(shè)計的挫折感

Maxim 的用于可穿戴健康和健身應(yīng)用的 hSensor 平臺是一個節(jié)省時間和減少挫折感的參考設(shè)計示例，該平臺通常涉及各種非常不同的傳感器。該平臺（正式名稱為 MAXREFDES100#）簡化了采集和處理輸入，例如來自胸帶、ECG/EKG 貼片、腕戴式設(shè)備、溫度計、一次性溫度貼片、血氧測量儀、智能體重秤和生物認(rèn)證系統(tǒng)的輸入。它甚至還有慣性傳感器（3 軸加速度計、6 軸加速度計/陀螺儀），如圖 1所示。 完整的軟件包包括 hSensor 板、帶驅(qū)動程序的固件、調(diào)試器板和 GUI。（請注意，此參考設(shè)計也是 Mouser Electronics/Hackster.io “ Maker Madness ”競賽中“2016 年最佳物聯(lián)網(wǎng)主板”類別的提名。）

小板僅 25.4 毫米 x 30.5 毫米——在單個紐扣電池上運行，并允許通過藍(lán)牙低能耗鏈路監(jiān)控數(shù)據(jù)、存儲在閃存中或通過 USB 流式傳輸。它通過 ARM? mbed? 硬件開發(fā)套件提供附加功能。使用 Maxim 網(wǎng)站上的免費源代碼，設(shè)計人員還可以下載應(yīng)用算法并根據(jù)需要進(jìn)行修改。

考慮到為快速發(fā)展的健康/保健市場開發(fā)產(chǎn)品的設(shè)計團(tuán)隊面臨著許多同時（而且往往是相互矛盾的）壓力，使用諸如 Maxim 的 hSensor 平臺之類的參考設(shè)計不僅是明智之舉，甚至可能是唯一一個說得通。

審核編輯：郭婷