#物聯網IoT #智慧穿戴 #健身 #心率監測HRM #運動感測器MotionSensor #類比前端AFE #微控制器MCU #使用者經驗 #低功耗藍牙BLE
【「心率監測」幾成智慧穿戴必備功能】
感測市場主要有三大類:運動感測器 (Motion Sensor)、環境感測器和生物感測器,當集成到穿戴系統,這些感測器將更為強大,支援更多應用案例;然不諱言的是,將面臨許多設計取捨 (tradeoffs),包括:系統效能之於功耗、成本。例如,光學感測器需要特定的封裝材料以利光傳輸、某些感測器的電力需受到控制以免恆定負載衝擊電池壽命……,但這些額外設計非常複雜且代價不斐。
其中,光學感測器可用於偵測紫外線指數 (UV index)、環境光度 (ambient light)、遠距物體趨近、心率/脈搏血氧飽和度 (oximetry),以及 2D 或 3D 姿勢變化。越來越多穿戴裝置將心率監測 (HRM) 列為產品功能,將類比前端 (AFE)、光檢測器與發光二極體 (LED) 等分離元件「整合」到同一個模組中,有助於降低 HRM 感測器成本和設計複雜度;而 HRM 演算法的日趨精緻化,允許開發者針對不同使用案例、環境條件和活動需求進行優化。
有些著重高效能的演算法,往往須以較高的功率為代價;而其他強調電源效率者,目標是獲得更長的電池壽命。穿戴裝置的外觀亦悄悄發生變化:健康和健身市場開始以胸帶 (chest straps) 取代腕戴產品量測心率,頭帶 (headband)、運動/健身衣和耳塞等新式穿戴感測正在興起;不過,腕戴產品仍是目前生物感測的主流,為充實、豐富使用者經驗提供基礎。低功耗微控制器 (MCU)、無線單晶片和電池技術,亦是重要設計考量,不該因為能源效率而犧牲使用者經驗。
此外,低功耗藍牙 (BLE) 已成功主宰智慧穿戴的無線連接市場,是傳輸感測資料、同步使用者資訊並支援空中 (over-the-air) 更新的理想技術。穿戴系統設計中的低功耗元件網狀連接,有時是產品能否在市場中獲得成功的決定性因素。
延伸閱讀:
《腕戴式產品不再是唯一選項,但仍是穿戴主流》
http://compotechasia.com/a/____//2018/0211/38090.html
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#物聯網IoT #人機介面HMI #微控制器MCU #無線SoC #通訊協定 #ZigBee/Thread #Bluetooth
【運算、觸控、射頻合體,多面向 IoT 操控更智能】
物聯網 (IoT) 是多元並存的環境,在可預見的未來,不同通訊標準共處一室將是常態。借助便捷的堆疊遷移,只要使用同款晶片就能開發 ZigBee / Thread 設備,盡可能降低場域中異質晶片的溝通障礙,並為日後協定轉換和「多模共存」預留空間,這點對於智慧家庭等充斥五花八門應用的消費市場格外重要。採用具備相似技術特性和應用程式介面 (API),未來若有擴展需求,可將先前研發成果最大化——這也是為何晶片供應商不約而同強調平台與擴充性的原因。
為使多面向 IoT 操控更智能,微控制器 (MCU) 正向系統單晶片 (SoC) 蛻變,將運算、觸控、射頻合體。支援多協定、多頻段連網的 SoC,能實現無縫切換及動態跳轉;內建第二個內部安全加速器的設計,可作為用於多重協定無線電和 NIST 認證的真實亂數產生器 (TRNG),相較於軟體建置,更能確保 IoT 安全性並降低功率。此外,軟體的「遷移途徑」(Migration Path)、編碼的重複使用、容易上手的開發工具將大幅簡化產品工程,基於 SoC 的模組和參考設計可加速上市。
類似周邊支援,都是提高開發人員採用意願的關鍵誘因。另關於坊間將 ZigBee 與 Thread 視為競爭技術的說法,同時身兼 ZigBee PRO Mesh 軟體堆疊先行者與 Thread 創始成員之一的半導體大廠認為,ZigBee 歷經十多年發展,對於應用情境 (Application Pro) 及堆疊參數 (Stack Pro) 已有具體描述,但後起之秀的 Thread:「僅規範網路層協定、並未細部定義裝置應用層,兩者未必互為取代的競爭關係、反倒可互補協作」。
延伸閱讀:
《芯科:多協定無線單晶片,實現無縫連網及動態跳轉》
http://compotechasia.com/a/____/2017/0717/36038.html
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