Nordic的蓝牙SoC在OxiWear中大放异彩耳戴式脉搏血氧仪

虽然可穿戴设备提供了前所未有的健康监测功能，但开发人员在使用这些小型设备时面临着重大的设计挑战。设计师必须将包括传感、数据处理和无线通信在内的高级功能集成到一个小型、低功耗和轻量级的可穿戴设备中。

为了做到这一点，可穿戴设备制造商依赖于高度集成的SoC，这些SoC将不同的功能集成到一块硅上。北欧公司的nRF52840就是这样一种SoC，它最近被用于OxiWear的新型耳戴式脉搏血氧计设备。

 

北欧的nRF58240。图片由Nordic Semiconductor提供

 

在本文中，我们将研究nRF52840以及OxiWear的新产品，以了解高度集成的SoC如何帮助实现轻量级和低功耗的可穿戴设备。

 

nRF52840：一种多协议蓝牙SoC

Nordic Semiconductor的nRF52840是一款多协议蓝牙SoC，专为实现低功耗连接设备而设计。nRF52840支持多种无线协议，包括蓝牙5.3、Thread和Zigbee。对于蓝牙，SoC配备了多协议无线电，支持+8dBm的远程发射功率、-95dBm的灵敏度和高达2Mbps的数据速率。

 

nRF52840协议支持的产品比较。图片由Nordic Semiconductor提供

 

从计算的角度来看，SoC是围绕32位Arm Cortex-M4处理器构建的，该处理器支持1MB的闪存和256kB的RAM。这由一个64MHz浮点单元、一个12位ADC和其他功能来补充，如片上DC-DC降压转换器以及NFC-a和USB 2.0支持。

总的来说，该设备旨在平衡低功耗操作和性能，允许低至1.7 V电源电压的操作和低至0.4µA的3.3 V睡眠模式。

 

耳戴式脉搏血氧仪

为了证明nRF52840的可行性，北欧公司本周宣布，该SoC正用于为OxiWear的一种新型耳戴式脉搏血氧计设备供电。

该设备旨在实时持续监测氧气水平，旨在支持全球10%以上面临缺氧风险的人群。缺氧是一种可能危及生命的疾病，会导致人体组织无法获得足够的氧气。缺氧是由环境因素、高海拔生活、慢性疾病和其他因素引起的。

 

OxiWear的脉搏血氧计设备。图片由OxiWear提供

 

该设备戴在耳朵上，具有一个用于光电体积描记术的集成光学传感器，一种使用光源和光电探测器测量血液循环体积变化的非侵入性技术，以及一个用于运动检测和消除的加速度计。该设备由Nordic的nRF52840 SoC供电，它是运行OxiWear复杂DSP算法的主处理器，并执行固件更新、电源管理和将历史数据存储到Flash等内务管理任务。

nRF52840 SoC启用的蓝牙LE连接允许实时健康数据从设备无线中继到用户的智能手机，在智能手机上，附带的应用程序显示血氧和心率信息。该应用程序还收集环境数据，这些数据可能会影响缺氧事件中的氧气摄入和接触能隙接触。

由于nRF52840的低功耗特性，OxiWear设备可以由可充电的锂离子硬币电池供电，即使连续佩戴，也可以运行长达18小时。