據(jù)研究機(jī)構(gòu)IDC公布的報(bào)告顯示，2016年第一季度中智能手環(huán)占據(jù)了一半的可穿戴設(shè)備的市場(chǎng)份額；2016年第二季度的可穿戴設(shè)備報(bào)告中，IDC已經(jīng)將手環(huán)的數(shù)據(jù)剔除出局，并預(yù)計(jì)到了2020年智能手環(huán)在可穿戴設(shè)備中的市場(chǎng)份額將下降至28.5%。

　　可見，智能手環(huán)的市場(chǎng)銷量在下滑，不得不面對(duì)的是，智能手環(huán)功能單一，很容易被其他電子產(chǎn)品所替代，雖然不少品牌從外觀上下工夫，使智能手環(huán)往時(shí)尚方面靠攏，但收效甚微，對(duì)于消費(fèi)者來說吸引力有限。正是有著這樣的發(fā)展瓶頸，智能手環(huán)才應(yīng)該尋求出路。

　　智能手環(huán)市場(chǎng)發(fā)展遭遇瓶頸，或許以下幾種解決方案對(duì)智能手環(huán)尋找突破口和轉(zhuǎn)型升級(jí)有所啟示。

　　目前，從智能手表到運(yùn)動(dòng)手環(huán)，這些可穿戴應(yīng)用都可以通過藍(lán)牙無線技術(shù)將采集到的活動(dòng)數(shù)據(jù)，發(fā)送到智能手機(jī)或平板電腦上，透過云端的數(shù)據(jù)分析，向用戶反饋各類健康活動(dòng)資訊。

　　一、基于ST BlueNRG-1的運(yùn)動(dòng)手環(huán)方案

　　BlueNRG-1基于Cortex M0的超低功耗藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)處理器，是上一代BLUENRG-MS進(jìn)一步整合。BlueNRG-1是一個(gè)功耗極低的BLE單模網(wǎng)絡(luò)處理器，符合藍(lán)牙規(guī)范4.2，在安全性方面有了很大的提升。

　　BlueNRG-1在極低功率的休眠模式以及操作模式之間極短的轉(zhuǎn)換時(shí)間實(shí)現(xiàn)了極低的平均電流消耗，從而延長(zhǎng)電池壽命。BlueNRG-1較大的發(fā)射功率，使得信號(hào)傳播距離加大，同時(shí)在多個(gè)信號(hào)源的環(huán)境下，更容易搜尋到目標(biāo)信號(hào)。

　　BlueNRG-1工作溫度范圍是-40℃至105℃，極大地提升了芯片的耐高溫性能。一般的消費(fèi)品芯片，工作范圍是-40℃至85℃。ST依托自有的晶源工廠，同時(shí)推出了車規(guī)級(jí)BLE BlueNRG-1。

　　【方案框圖】

　　【系統(tǒng)功能】

　　（1）BlueNRG-1： 藍(lán)牙低功耗資料無線傳輸，把讀到sensor的數(shù)據(jù)傳輸接收端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

　?。?）計(jì)步器：LSM6DS3內(nèi)部集成有硬件計(jì)步功能，很容易進(jìn)行計(jì)步算法。

　　（3）檢測(cè)相對(duì)海拔高度：經(jīng)過檢測(cè)LPS25HB的大氣壓值變化，可以比較容易檢測(cè)出相對(duì)的海拔高度。

　　【方案特性】

　　1. 工作電壓：1.7V-3.6V。

　　2. 16MHz或32MHz晶振。

　　3. 工作溫度：-40℃至105℃。

　　4. 32MHz的M0內(nèi)核。

　　5. 24K內(nèi)存RAM。

　　6. 160kB flash。

　　7. 豐富的SPI，I2C，UART界面。

　　8. 15個(gè)GPIOs口。

　　9. 10bit ADC。

　　10. 低功耗：RX 7.3 mA， TX 8.2mA@0 dB，睡眠1uA

　　11. 發(fā)射功率：+8 dB m

　　12. 接收靈敏度：-88dB

　　13. 封裝：WLCSP34（2.71x2.58），QFN32（5x5mm）。

　　二、基于Ambiq Apollo-512低功耗MCU的智慧手環(huán)解決方案

　　看護(hù)型心率手環(huán)Apollo-512 + 8002 + MCUBE 3630 + BLE Nordic51822。

　　Apollo MCU建基于具備精密浮點(diǎn)單元（FPU）的32位ARM Cortex-M4，在真實(shí)世界應(yīng)用中，其功耗比其它MCU競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品降低五至十倍，這樣驚人的功耗改善意味著可大大延長(zhǎng)電池供電時(shí)間、能選擇使用更小巧或更少量的電池，并/或有能力增添先前不可能實(shí)現(xiàn)的新特性；而這些優(yōu)勢(shì)對(duì)于穿戴式電子產(chǎn)品和其它電池供電應(yīng)用是至關(guān)重要的。

　　Ambiq使用專利亞閾值功率優(yōu)優(yōu)化技術(shù)（Subthreshold Power Optimized Technology， SPOT）平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)上述的驚人功耗改善，Apollo MCU還有另一項(xiàng)獨(dú)特之處，就是能同時(shí)最佳化工作和睡眠模式功率，在執(zhí)行閃存中的指令時(shí)，其功耗低至行業(yè)領(lǐng)先的34μA/MH，并且具有低至140nA的 睡眠模式電流。

　　【方案框圖】

　　【系統(tǒng)功能】

　　a. MCU： ARM Cortex M4F

　　b. 24H 心律參測(cè)

　　c. 計(jì)步， 睡眠， 卡路里參測(cè)

　　【方案特性】

　　a. 采用Ambiq 超低功耗MCU

　　b. 原相8002 心律參測(cè)

　　c. 醫(yī)院看護(hù)的好幫手

　　三、基于Toshiba TZ1021+ AMS AS7000 的智慧健康手環(huán)方案

　　現(xiàn)今健康照護(hù)及老人化人口日益趨增， 穿戴式健康偵測(cè)需求倍增，以便能隨時(shí)偵測(cè)老人，幼童或任何有需求的人的心跳變化，可做實(shí)時(shí)變化追蹤。

　　【方案框圖】

　　【系統(tǒng)功能】

　　使用AMS AS7000心跳傳感器作為偵測(cè)前端， 透過LED發(fā)射穿透皮膚后折射回來的電流經(jīng)過放大， TZ1021精準(zhǔn)的ADC轉(zhuǎn)換及算法后將心跳信息藉由BLE傳輸?shù)绞謾C(jī)App

　　【方案特性】

　　東芝TZ1000系列應(yīng)用處理器整合了Bluetooth? Low Energy（LE）、低功率無線通信標(biāo)準(zhǔn)、傳感器、處理器和閃存。

　　這些功能緊密地整合在單一封裝芯片、從而縮小了安裝面積、非常適用于小型可穿戴設(shè)備。該應(yīng)用處理器對(duì)傳感器所取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理、并且功率消耗非常低、所以適用于需電池長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的可穿戴設(shè)備。

　　TZ1021產(chǎn)品整合了高分辨率ADC，可以將來自外部傳感器的仿真信號(hào)（比如：脈沖波和心電圖）轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)并將其傳輸至內(nèi)部處理器。

　　TZ1021具有DSP的高性能ARM?Cortex?-M4F和浮點(diǎn)運(yùn)算處理單元結(jié)合多個(gè)傳感器（內(nèi)部和外部傳感器）的數(shù)據(jù)，從而提高了準(zhǔn)確性。

　　AS7000具有目前最小的傳感器尺寸，加上低噪度的光學(xué)前端設(shè)計(jì)及其特殊的算法，可以提供高精度的光學(xué)心律量測(cè)結(jié)果。

　　四、基于Toshiba TZ1041 的智慧健康手環(huán)

　　本方案是一款集心電、血壓、脈搏于一體的智能健康腕帶，在血壓測(cè)量方面，采用的是非充氣式血壓監(jiān)測(cè)技術(shù)，使用了大數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)血壓算法。在心率測(cè)量方面，支持動(dòng)態(tài)測(cè)量，準(zhǔn)確性高，處行業(yè)領(lǐng)先地位，采用光電容積技術(shù)，可以連續(xù)采集心電、血壓、脈搏，使得數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。除此之外還有計(jì)步、卡路里、睡眠監(jiān) 測(cè)、震動(dòng)提醒等功能。采用藍(lán)牙4.0和手機(jī)連接，支持android/ios系統(tǒng)。

　　【方案框圖】

　　【系統(tǒng)功能】

　　1.心電圖：通過高精度的模擬前端采集心電信號(hào)。

　　2.血壓：拋棄傳統(tǒng)測(cè)量方式，采用了大數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)血壓算法。

　　3.脈搏：通過PPG測(cè)量脈搏。

　　4.計(jì)步：精確的計(jì)算步數(shù)，了解運(yùn)動(dòng)情況。

　　5.睡眠：監(jiān)測(cè)睡眠情況，提供科學(xué)的建議。

　　6.卡路里：計(jì)算運(yùn)動(dòng)所消耗的卡路里。

　　7.震動(dòng)提醒：通過馬達(dá)進(jìn)行震動(dòng)提醒。

　　【方案特性】

　　高度集成性：TZ1041處理器集成了低功耗藍(lán)牙無線通信模塊（BLE）、傳感器、存儲(chǔ)器以及ARM Cortex-M4F 48MHz處理器于一個(gè)封裝內(nèi)。可穿戴設(shè)備所必需的功能也集成于單一的封裝中，這也在促成小型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的同時(shí)提高了自主設(shè)計(jì)的自由度。

　　超低功耗：TZ1041應(yīng)用處理器系列為了最大限度的降低功耗，準(zhǔn)備可供選擇的多樣化功率模式，為實(shí)現(xiàn)可穿戴設(shè)備盡可能長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行提供可能。

　　高精度模擬前端：TZ1041應(yīng)用處理器的另一大特點(diǎn)就是擁有高性能的模擬前端（AFE），集成了24bit高分辨率的模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器，可將來自外部傳感器的模擬信號(hào)（生物醫(yī)學(xué)信號(hào)），比如脈搏和心電圖（ECG）信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并傳送至內(nèi)部處理器，從而為醫(yī)療保健市場(chǎng)提供一個(gè)更為有效的解決方案。

　　該模擬前端在保證高精度的同時(shí)，也能低功耗地實(shí)現(xiàn)脈搏等生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的檢測(cè)。

　　高度精確性：內(nèi)部嵌入式ARM Cortex-M4F處理器，帶數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）的高性能ARM Cortex-M4F和浮點(diǎn)處理單元能夠整合來自內(nèi)部和外部的多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，以提高精確性（傳感器融合），增加數(shù)據(jù)的可靠性。

　　集成了Bluetooth無線通信功能：Bluetooth低能耗控制器和射頻（RF）電路的集成能夠?qū)⒃紨?shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)傳輸至智能手機(jī)和平板電腦等外部設(shè)備?？纱┐髟O(shè)備除了小巧的身體外，最重要的一個(gè)性能就是與外界互聯(lián)溝通的能力，TZ1041系列支持低功耗藍(lán)牙無線連接，能夠?qū)崿F(xiàn)快速無縫的數(shù)據(jù)分享。