新款心率监测传感器：用“心”套住健康

时间： 2016-08-14 来源：Silicon Labs

技术问答

俗话说得好：“健康是一切的根本！”芯科科技（SILICON LABS）特别采访了广东乐心医疗电子（Lifesense）及该公司的产品管理与海外业务副总裁潘农菲，藉由乐心在智能健康领域深耕十数载的丰富经验与前瞻观点，解析中国可穿戴智能健康电子设备行业的市场与技术发展趋势；同时也通过其采用Silicon Labs高集成度、高精确性的Si1143动态心率监测（HRM）解决方案所打造的智能手表旗舰新品──MamboWatch，深入了解心率监测在物联网可穿戴产品上的应用及设计需求。

什么原因使您选择了Silicon Labs作为理想的半导体合作伙伴
乐心在热销单品Mambo HR手环与今年的旗舰新品Mambo Watch上都选用了SiliconLabs的Si1143心率监测解决方案，我们经过严格的评测，认为Si1443集成度高，外围电路设计简单，光路特殊设计，信噪比高，可以帮助我们更加精准地侦测用户的心率数值，加上Silicon Labs芯片一贯的低功耗设计优势，更可以帮助乐心的产品做到令用户满意的电池长续航力。

Silicon Labs的HRM方案包含了高精度光学传感器、LED光源、专有算法与超低功耗MCU配合，不仅可以提供业内最低功耗的动态心率监测解决方案，还能够达成媲美传统胸带的出色性能。近期，SiliconLabs更推出了一款新的心率监测传感器──Si1144，具有动态心率监测、超低功耗、高准确度、简单光学设计、免费提供算法库等特点，客户可以将其快速应用于智能穿戴设备上。下图是Si1144心率监测传感器的结构图，内部集成了PD、ADC、滤波器和LED驱动等。

图1: Si1144心率监测传感器结构图

Silicon Labs HRM解决方案优势：
1）动态心率：采用Silicon Labs的节能型EFM32 MCU+Si1144+HRM算法，通过G-sensor配合动态补偿，准确度高，可媲美POLAR心率带和MIO手表的监测效果。
2）超低功耗：动态心率检测功耗小于500μA，相比竞争对手低数倍的功耗，非常适合可穿戴产品对超低功耗的要求。
3）结构简单：将绿光LED和Sensor封装在一起，简化光学结构易于设计。
4）免费算法：提供Silicon Labs的HRM算法库，简单配置即可读取心率值，不用考虑复杂的算法处理，可快速完成产品设计。

实际上，影响HRM准度的因素有很多，除了芯片或光学机构的硬体设计不良外，包括使用者动作变化如快跑、快停，或是瘦手腕、黑皮肤、手臂上的毛发和低温皮肤等使用者生理条件都对HRM测量增添考验。要如何解决这些问题呢？设计优良的HRM算法将是至关重要的一环，同时也需提高HRM模块的集成度，以实现更紧凑的系统设计而减小信号失准的机率，因此，Silicon Labs将内建节能MCU的蓝牙低功耗SoC、HRM算法、HRM传感器、UV和温度传感器全部集成为一颗HRM模块，提供业界独一无二的整体解决方案。

图2：Silicon Labs提供行业内最完整的HRM整体解决方案

许多HRM解决方案供应商只提供传感器，或再搭配MCU，相较之下，Silicon Labs是唯一提供整套解决方案，包含无线协议、算法、MCU和传感器的高集成模块，不仅能大幅缩减客户开发产品的时间与成本，亦可增进心率测量的准确性并使系统的体积更加小型化，符合可穿戴设备的产品需求特性，因此已经获得运动健康可穿戴设备行业领头厂商的青睐，开始在市场上绽放光芒。