心率/健身监测器无线化

本文解释了心率和健身监测器采用无线技术的最新趋势，以消除电缆以允许自由移动，并允许方便地收集数据而无需插入其设备。本文详细介绍了典型的无线系统，使用MAX1472以晶体为参考的锁相环（PLL）VHF/UHF发送器。

健身监测器跟踪和记录身体活动，目的是提高一个人的身体健康。这是通过感测或测量许多参数（如心率、温度、距离和时间）来完成的。手表设备收集要向用户显示的信息。心率胸带测量脉搏，有时测量温度，在数据转换之前提供心脏信号调节，并将数据无线传输到手表显示屏。可选的脚荚靴插件可测量跑步者的踏频以确定行进距离，并将该数据无线传输到腕表显示屏。一些健身监测器使用 GPS 来测量行进距离，无需足舱。在所有这些系统中，趋势是无线以消除可能干扰移动的电缆，或者只是通过强迫用户“插入”显示器来收集数据来使其非常不方便。

设计参数

手表实时监控锻炼过程，并将结果记录在板载存储设备或微控制器单元 （MCU） 中。它使用 USB 电缆或通过插入 PC 上 USB 端口的加密狗以无线方式将此数据上传到 PC。对于此类系统，RF发射器需要低功耗，因为它们由小型电池供电，并且还符合FCC法规。低发射机功率意味着良好的天线设计对于可靠的数据传输至关重要，即使发射距离通常小于两米。对于此应用，建议使用幅度移键控（ASK）传输，因为它比频移键控（FSK）具有更好的灵敏度，因此可实现更低的功率传输。以低占空比最小化传输时间，并在每次传输之间关闭发射器的电源，可以节省额外的功率。

健身监视器的所有单个元件，除了PC加密狗，都由用户佩戴并由电池供电。因此，小尺寸和低功耗是关键的设计参数。心率胸带和脚荚鞋垫通常由主纽扣电池供电。手表显示可以由主纽扣电池或可充电电池供电，通过交流适配器或USB电缆充电。带有可选背光的简单分段LCD用于手表显示。

整个系统如图2所示，结合了RF接口、电源管理（以最大限度地延长电池寿命）以及与传感器和主机系统的各种接口。对于系统的RF部分，如图3所示，一种潜在的解决方案使用MAX1472，MAX300是晶体参考锁相环（PLL）VHF/UHF发送器，设计用于传输450MHz至100MHz频率范围内的OOK/ASK数据。该器件支持高达 10kbps 的数据速率，并为 50Ω 负载提供超过 +1472dBm 的可调输出功率。MAX<>基于晶体的架构通过提供更大的调制深度、更快的频率建立速度、更高的发射频率容差和更低的温度依赖性，消除了SAW发送器的许多常见问题。

图2.心率监测器的典型数据收集系统由几个子系统组成。手表显示/数据存储单元（左上）、连接到主机的无线加密狗（右上）、心率胸带（左下）和鞋垫（右下）。这些子系统中的每一个都需要一个低功耗无线模块。

图3.基于MAX1472的低功耗RF发送器利用OOK/ASK调制提供串行数据流。

审核编辑：郭婷