【应用】0.95μA!业界超低功耗蓝牙模块助力智能睡眠检测器
【摘要】在可穿戴设备中,对睡眠的监测少不了运算速度快、外设接口多以及功耗低的微控制器。蓝牙模块BGM121的运行速度达到48MHz,可实现高达1.25DMPIS/MHz的运算能力,其提供了丰富的外设接口,在睡眠模式下,消耗电流仅为0.95μA,非常适合应用于智能睡眠监测器中。
随着智能手机的日益普及,可穿戴设备的市场日渐火爆。在监测睡眠方面,目前市面上的智能设备大致可分为智能手环和智能睡眠监测器两种。相比手环,智能睡眠监测器是通过传感器与背部的接触来检测心率、呼吸率、体动翻身和离床数据,用户不需改变原有的睡眠习惯,在最自然的睡眠状态下即可提供准确的数据。
智能睡眠监测器的系统组成构架如下图所示,它主要由数据采集单元、处理运算单元及发送单元两大部分组成。其中,处理运算及发送单元极为重要,这一部分主要是通过微控制器来完成传感器的检测、数据的滤波和提取以及通过蓝牙与手机的互动等工作。
图1:智能睡眠监测器的系统组成构架
因此,对微控制器的选择至关重要,以下是智能睡眠监测器对微控制器的三个主要要求:
1)需实时地与数据采集单元、执行单元进行通讯,同时要快速地进行数据的滤波和提取,所以要求微控制器具有非常高的运行速度和数据处理能力。
2)要有丰富的外设接口,用于连接传感器。
3)智能睡眠监测器使用的是3.7V的锂电池供电,因此所使用的蓝牙模块需具有低功耗的特性。
结合以上需求,本文推荐使用SILICON LABS公司的蓝牙模块BGM121。这款蓝牙模块基于Cortex M4内核,并带有浮点运算单元(FPU),运行速度可以达到48MHz。它支持DSP指令,可实现高达1.25DMPIS/MHz的运算能力。因此,其完全可以实现快速地对数据滤波和提取,并对数据进行统计和分析。
BGM121提供了丰富的外设接口,包括有UART、I2C、SPI等接口,可以方便实现与其它传感器的连接。此外,该模块采用的是业界知名的超低功耗工艺,在睡眠模式下,消耗电流仅为0.95μA,大大提高了产品的待机时长。而且BGM121采用可调的发射功率模式,在不同的环境中,可以切换不同的发射功率,既能保证无线传输的性能,又能降低发射功率并延长待机时间。因此,蓝牙模块BGM121非常适合应用于智能睡眠监测器中。
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