全面的硬件/軟件參考設(shè)計(jì)包括用于各種健康參數(shù)的傳感器

對于設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來說，開始一個新項(xiàng)目既是一個激動人心的時刻，也是一個充滿挑戰(zhàn)的時刻。這是一個在（希望）有趣的項(xiàng)目中使用新組件和工具來創(chuàng)建特別的東西的機(jī)會。但這也是一個挑戰(zhàn)，因?yàn)槌伺c設(shè)計(jì)相關(guān)的問題外，團(tuán)隊(duì)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(jì)可以通過壓縮前期工作并最大限度地減少意外情況來產(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，甚至是電路部分的粗略面包板立即開始。然而，很快，實(shí)際的電路 - “硬件” - 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)試點(diǎn)單元。

對于可穿戴設(shè)備，團(tuán)隊(duì)的問題被一個不可避免的事實(shí)放大了：設(shè)備需要與不同的模擬傳感器接口，每個傳感器都有獨(dú)特的信號接口電平、類型和噪聲問題。例如，心電圖胸帶提供微伏信號，該信號被 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(jì)比有多個通道時要困難得多，但至少是同一類型。此外，該應(yīng)用需要高度的功能，包括微型封裝中的無線接口，以及極低的功耗要求。

達(dá)到這個現(xiàn)實(shí)點(diǎn)可能需要大量的工程資源和時間，幾乎沒有空間為需要迭代設(shè)計(jì)的最后不可避免的問題留下空間。如果團(tuán)隊(duì)經(jīng)驗(yàn)豐富且幸運(yùn)，那么擁有一個可靠的、可操作的項(xiàng)目原型以及所需的開發(fā)工具和界面至少需要三個月，通常是六個月，甚至更長時間。

通往概念驗(yàn)證的漫長道路

還有壓力需要一些看起來“合理”接近最終產(chǎn)品的東西來展示營銷、管理、關(guān)鍵客戶，甚至是焦點(diǎn)小組來驗(yàn)證這種方法。這提供了一個“概念驗(yàn)證”，可以在設(shè)計(jì)進(jìn)展太遠(yuǎn)之前測試設(shè)計(jì)外觀和功能。顯然，修補(bǔ)在一起的原型設(shè)置不足以勝任這個角色。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)至少必須：

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同一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;一些公司專門為這些小批量訂單設(shè)立了一個特殊的采購小組，但在許多情況下，團(tuán)隊(duì)可能不得不自己做。他們甚至可能不得不將成本放在公司的信用卡上，因?yàn)橄鳒p采購訂單 （P.O.） 是一個耗時的過程。

獲取所有需要的零件，構(gòu)建一個粗略的原型，然后運(yùn)行。如果存在問題，請確定是根本性設(shè)計(jì)錯誤，還是只是粗略的原型存在時序、信號完整性和其他問題，這些問題希望在最終的 PC 板中不存在。

當(dāng)原型硬件看起來沒問題時，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(jì)，范圍從基本的、幾乎沒有測試過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(jì)的挫敗感

Maxim的hSensor平臺是用于可穿戴健康和健身應(yīng)用的參考設(shè)計(jì)示例，該平臺通常涉及各種不同的傳感器。該平臺（正式名稱為MAXREFDES100#）簡化了輸入的采集和處理，例如胸帶、ECG/EKG貼片、腕戴式設(shè)備、溫度計(jì)、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)。它甚至具有慣性傳感器（3軸加速度計(jì)，6軸加速度計(jì)/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，該參考設(shè)計(jì)也是貿(mào)澤電子/Hackster.io“瘋狂創(chuàng)客”競賽中“2016年最佳物聯(lián)網(wǎng)板”類別的提名。

該小板僅為 25.4mm x 30.5mm，可在單個紐扣電池上運(yùn)行，允許通過低功耗藍(lán)牙鏈路監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、存儲在閃存中或通過 USB 流式傳輸數(shù)據(jù)。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(fèi)源代碼，設(shè)計(jì)人員還可以下載應(yīng)用的算法，并根據(jù)需要進(jìn)行修改。

MAXREFDES100# 系統(tǒng)板

鑒于為快速發(fā)展的健康/保健市場開發(fā)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)面臨著許多同時（通常是相互矛盾的）壓力，使用Maxim的hSensor平臺等參考設(shè)計(jì)不僅是明智之舉，甚至可能是唯一有意義的選擇。

審核編輯：郭婷