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更新时间: 2023-05-19
项目需求
■ 可穿戴产品尺寸小，要求器件选型封装小、集成度高;
■ 超低功耗，可充电电池供电;
■ 有连续监测心率功能;
■ 有连续监测血氧饱和度功能;
■ 计步功能，能存一个月以上的数据量，掉电不丢失。
心率监测方案
心率监测可基于心电信号检测，人体心脏的周期性跳动是有生物电信号精密控制的，只要能够捕捉到心电信号，就能计算心率，但是心电检测需要获取人体多处电位，硬件实现复杂、方案成本高。有一种方案是谐振式检测方案，传感器感应动脉搏动的压力变化，从而统计出心率。但该方案的实现需要将设备放置于人体脉搏明显的部位，对于可穿戴设备佩戴方式将是一种挑战。还有一种方案是光电式检测，基本原理是血液会反射红光而吸收绿光。心脏跳动时，流经皮肤的血液会增加，吸收的绿光也会增加;心跳间隔期，血液在血管中流量减少随之吸收绿光减少。当设备使用绿色LED，配合对光敏感的光电传感器，就可以检测任意时间点流经人体皮肤各处的血液流量，通过统计数据，以每次血流量的**高点作为一次周期，这样就可以计算心率。并且可以将设备设计成手表形态，方便的戴于手腕处。
基于光电式的心率监测方案(也称光电容积脉搏波描记法PPG)，硬件上需要有光源驱动、光电转换、模数转换数据处理等模块。一般光源驱动我们选择恒流源(需要可以微调电流和一定的频率开关);光电转换选择光电二极管然后用运放进行流压转换和信号调理;**用A/D芯片实现模拟量的数字转换并送至MCU进行处理。硬件方案如果采用分立器件，那么芯片数量较多，并且空间受限，所以**还是采用集成器件。ADI公司拥有多功能光电式测量前端芯片(型号：ADPD105)，完全集成式AFE、ADC、LED 驱动器和时序内核， 提供**的环境光抑制性能，无需光电二极管滤光器;灵活的数字接口SPI、I2C 可供选择;功耗低，1.8 V模拟/数字超低工作电源，待机模式仅0.3μA电流，适合电池供电的设备;灵活的采样频率范围：0.122 Hz ~3820 Hz;多达3个LED恒流源，每通道峰值电流达370mA;拥有WLCSP芯片级封装，**的小体积适合空间受限应用。
