运用无线模组打造穿戴式设备.docVIP

运用无线模组打造穿戴式设备 在日常穿戴的装置中整合连线和处理能力，是目前越来越多设计中的重要元素，采用必威体育精装版智慧型蓝牙 4.0 通讯协定的模组，能让穿戴式系统的设计人员更快且更轻松添加正确的连线能力。　　 　　Panasonic 的 PAN1326 以及 BlueGiga 的 BLE112 等是预先通过认证的模组，能让设计的无线元件直接且轻易地进行处理，无需透过复杂的天线设计和认可流程。 虽然这对超小型、空间受限的穿戴式装置来说可能不切实际，但模组在许多领域都扮演重要角色，例如穿戴式心率监测器、血压感测器和行动配件。 这些模组的设计人员亦针对电源管理和无线介面进行最佳化，用嵌入式软体达到最低的功率。 此最佳化作业能大幅节省开发流程的时间。　　 　　穿戴式装置也迈入时尚阶段，因此有能力轻松变更设计，以符合必威体育精装版的时尚要求，却无需经过认可流程，也是非常重要的需求。　　 　　低功耗蓝牙 (BLE) 标准专为降低功耗而设计，能建立超快速连线并传输少量数据。 透过这些技术，能耗可降低到传统蓝牙的十分之一。 低功耗蓝牙装置能进入睡眠模式，并在发生事件活动时启动，例如传输档案到闸道器、PC 或行动电话。 将 PAN 1326 等模组内的电源管理最佳化，即可让最大功耗低於 15 mA，并达到仅有 1 μA 的平均功耗。 如此一来，仅需小型的钮扣型电池（如 CR2032）即可为穿戴式装置供电长达 10 年。 　　 　　Panasonic 的 PAN1326 蓝牙模组图片　　 　　图 1：Panasonic 的 PAN1326 蓝牙模组。 　　 　　PAN1326/1316 主机控制介面 (HCI) 系列亦采用 Texas Instruments 的 CC2564 达到容易使用的模组尺寸，涵盖天线时的覆盖区仅有 85.5 mm2。 此模组可用於焊垫间距仅有 1.3 mm，且最少只有两层的 PCB 板，因此可轻松实作并生产。　　 　　透过模组，即可在穿戴式装置中添加不同等级的效能，无需重新设计系统。 举例而言，PAN131x 系列模组支援传统蓝牙、低功耗蓝牙 (BLE)，以及蓝牙和 ANT 低功率协定的双重模式，而且都使用相同的引脚配置，因此可轻松套用新的模组。 　　 　　PAN132x 系列也支援相同功能组合，并附有天线。 　　 　 系列 说明 相容性　　 　　PAN1315A 传统蓝牙 引脚 100% 相容　　 　　PAN1316 蓝牙和低功耗蓝牙 引脚 100% 相容　　 　　PAN1317 双模式蓝牙和 ANT 引脚 100% 相容　　 　　PAN1325A 传统蓝牙，含天线 引脚 100% 相容　　 　　PAN1326 蓝牙和低功耗蓝牙，含天线 引脚 100% 相容　　 　　PAN1327 双模式蓝牙 和 ANT，含天线 引脚 100% 相容 　 　　注：引脚相容模组能让穿戴式装置设计人员轻松实作多种功能。 　　 　　ANT 选项可纳入到 Texas Instruments 和 Nordic Semiconductor 的矽元件中，目标应用是运动表现测量穿戴式装备的个人区域网路。 使用与蓝牙一样的 2.4 GHz 频带，并采用超短工作周期技术与深度睡眠模式，确保达到超低功耗。　　 　　每个 ANT 节点能以从属或主要模式操作、可进行传送和接收，亦可当作中继器使用，具有更大的讯号范围，且其通讯协定透过分时多工技术让多重节点采用单一 1 MHz 通道。 每个节点会在其时槽内进行传送，基本讯息长度为 150 μs，讯息传送率（传输之间的时间）则介於 0.5 Hz 至 200 Hz，每个讯息含有 8 位元组酬载。　　 　　但这个通讯协定是 Dynastream Innovations（GPS 产品公司 Garmin 的子公司）自行研发的专有技术，而非如同蓝牙般的开放规格，能受到众多不同装置支援。 若有可支援的模组，则可轻松协助开发人员在穿戴式设计中纳入最多连线选项。　　 　　BlueGiga 的 BLE112 等模组，其价值在於具有低功耗蓝牙的所有特点，包括无线电、堆叠、设定档，以及可纳入客户应用程式的空间，因此无需外接处理器。 此模组亦提供灵活的硬体介面，可连接感测器和简易的使用者介面，甚至能将显示器直接纳入模组中，让开发人员享有更多穿戴式设计选项。 最低功率的睡眠模式仅消耗 400 nA，并可在几百毫秒内唤醒，因此