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企業(yè)新聞
基于芯??萍糃S1262的智能戒指創(chuàng)新應(yīng)用
2024-08-27
智能戒指是一款新興的智能穿戴產(chǎn)品,結(jié)合現(xiàn)代科技與時(shí)尚設(shè)計(jì),可監(jiān)測(cè)心率、血氧等各種健康指標(biāo),相較智能手表,在測(cè)量精準(zhǔn)度、佩戴舒適及便捷性上別具優(yōu)勢(shì)。

目前,智能戒指的市場(chǎng)滲透率正在加速提升,有望繼手表、耳機(jī)之后,成為第三大的智能穿戴產(chǎn)品。今年7月,三星電子在法國盧浮宮正式發(fā)布了旗下智能戒指Galaxy Ring,引起人們的關(guān)注。同時(shí)有媒體報(bào)道,蘋果也在通過申請(qǐng)智能戒指相關(guān)專利來加快Apple Ring的智能戒指項(xiàng)目開發(fā)。
智能戒指憑借內(nèi)置的傳感器和先進(jìn)的算法,能夠全天候持續(xù)監(jiān)測(cè)用戶的心率、血壓、睡眠質(zhì)量等關(guān)鍵健康指標(biāo),并實(shí)時(shí)記錄和分析這些數(shù)據(jù)。通過與手機(jī)App的無縫連接,用戶可以輕松查看自己的健康數(shù)據(jù),從而更好地理解身體狀況,做出科學(xué)的生活調(diào)整。

智能戒指


智能戒指應(yīng)用概要


芯海科技CS1262是一款用于光電血管容積圖(PPG)信號(hào)采集的模擬前端(AFE),該芯片具備高精準(zhǔn)度測(cè)量、低功耗、超強(qiáng)抗干擾等產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),同時(shí)提供適配戒指的心率血氧算法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)心率、血氧、HRV(心率變異性)、睡眠等人體生理指標(biāo)的高精度測(cè)量。
智能戒指系統(tǒng)框圖
鑒于戒指在佩戴時(shí)存在旋轉(zhuǎn)的情況,并非始終在手指的固定位置,因此從設(shè)計(jì)上推薦采用多PD(光電二極管)和多LED(發(fā)光二極管)架構(gòu)。這樣的設(shè)計(jì),可以確保無論戒指旋轉(zhuǎn)到哪個(gè)位置,都會(huì)有合適的測(cè)量光路保證精準(zhǔn)測(cè)量。而芯??萍继峁┑南盗谢疨PG AFE產(chǎn)品,可支持1-4個(gè)PD和1-8個(gè)LED的配置,且采用WLSP小尺寸封裝,尺寸僅為2.9*2.6mm,非常適合智能戒指的應(yīng)用。

應(yīng)用優(yōu)勢(shì)簡述


體而言,基于CS1262的智能戒指應(yīng)用具備以下突出優(yōu)勢(shì):
高準(zhǔn)確度測(cè)量
高達(dá)110dB的動(dòng)態(tài)范圍,可以覆蓋不同人群的測(cè)量;
內(nèi)置4個(gè)22位高性能ADC,最大支持4PD*12相位的48路有效數(shù)據(jù)采集,提高血氧、心率等準(zhǔn)確度;
內(nèi)嵌驅(qū)動(dòng)能力高達(dá)250mA的LED Driver,可支持8路LED輸出,保證深色皮膚的高精度測(cè)量;
內(nèi)置0.5%的高精度時(shí)鐘,可以減少長時(shí)間心率測(cè)量誤差,提升血壓、HRV的分析準(zhǔn)確度。
超強(qiáng)抗干擾
PSRR(電源抑制比)大于90dB,顯示其在復(fù)雜電氣環(huán)境下可保持出色性能;
能夠模擬環(huán)境光消減高達(dá)±200uA,即使在強(qiáng)光環(huán)境下也能保證測(cè)量精準(zhǔn)度;
低功耗
83uA@100Hz@4Ch@2階環(huán)境光消減,54uA@100Hz@1Ch@2階環(huán)境光消減;
斷電模式小于1uA,在待機(jī)狀態(tài)下幾乎不耗電,大大延長設(shè)備續(xù)航時(shí)長。


捕捉微弱信號(hào)


高動(dòng)態(tài)范圍和高SNR(信噪比)的結(jié)合,為CS1262帶來了卓越的微弱信號(hào)捕捉能力。
CS1262 SNR VS 增益電阻
如上圖所示,高達(dá)110dB的動(dòng)態(tài)范圍,97.5dB的SNR@500KΩz(dBFS)和±63.875uA的LED消減電流,即使在信號(hào)非常微弱的情況下,CS1262也能準(zhǔn)確地捕捉到關(guān)鍵的生理信息。相較市場(chǎng)同類產(chǎn)品,其性能略勝一籌。
圖4 PI≈0.1%手腕處的PPG信號(hào)
如上圖所示,CS1262采集到手腕上的紅光和紅外PPG信號(hào),PI灌注度水平在千分之一,脈搏波形清晰可見,為后續(xù)的算法處理提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。


確保超長續(xù)航

如下表所示,在不同使用場(chǎng)景下,CS1262的低功耗特性,確保了智能戒指的超長續(xù)航時(shí)間。

不同使用場(chǎng)景下的功耗
特別是在穿戴設(shè)備和睡眠健康監(jiān)測(cè)等應(yīng)用場(chǎng)景中,CS1262的PRF(脈沖重復(fù)頻率)為5Hz時(shí),工作電流低至13.3uA,在保障設(shè)備高性能的同時(shí),擁有出色的電池續(xù)航能力,讓用戶不必頻繁為設(shè)備的續(xù)航而焦慮。

CS1262作為芯海在健康測(cè)量領(lǐng)域的成熟產(chǎn)品,可支持智能戒指創(chuàng)新應(yīng)用項(xiàng)目導(dǎo)入評(píng)估、開發(fā)設(shè)計(jì)及量產(chǎn)技術(shù)支持等全流程技術(shù)服務(wù),提供成熟的規(guī)模化量產(chǎn)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)規(guī)范和指導(dǎo),以及完整的軟件算法集成方案,大大提升客戶的終端方案開發(fā)效率,快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品上市。
芯??萍甲鳛閲鴥?nèi)健康測(cè)量芯片領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)先企業(yè),自2007年率先布局健康測(cè)量領(lǐng)域以來,始終密切關(guān)注可穿戴市場(chǎng)需求和技術(shù)趨勢(shì),以“模擬信號(hào)鏈+MCU”雙平臺(tái)驅(qū)動(dòng),在可穿戴健康測(cè)量的PPG、BIA等領(lǐng)域,不斷進(jìn)行產(chǎn)品創(chuàng)新和系列化布局,為智能可穿戴市場(chǎng)帶來更多可能性。


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