智能手环是一种穿戴式智能设备。通过这款手环,用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、部分还有饮食等实时数据,并将这些数据与手机、平板、ipod touch同步,起到通过数据指导健康生活的作用。
智能手环内置低功耗蓝牙4.0模块,可以与手机、平板、PC客户端进行连接,可以随时随地设置身高、体重、步幅等信息和上传运动数据。另外,智能手环还具备社交网络分享功能,比如用户可以将睡眠质量、饮食情况和锻炼情况以及心情记录等通过绑定微博等社交网络端进行分享。
nRF51822是一款为超低功耗无线应用设计的多协议单芯片解决方案。芯片支持BLE4.0和2.4GHZ协议栈,整合了射频发射电路,一个ARM Cortex M0核以及256KB的flash + 16KB的RAM。
手环硬件电路设计部分,包括一颗集成BLE功能的MCU(nrf51822),和由MCU控制的各种外设:
蓝牙射频电路;
使用SPI接口的G-sensor;
使用I2C接口的线性马达驱动电路;
使用I2C接口的LED点阵驱动,与线性马达共享总线;
使用GPIO的按键输入;
使用GPIO的LED灯;
使用GPIO的普通马达驱动电路;
外部复位电路。

图2 智能手环框图
智能手环主要部件描述:智能手环
1.MCU
nRF51822是一款为超低功耗无线应用设计的的多协议单芯片解决方案。芯片支持BLE4.0和2.4GHZ协议栈,整合了射频发射电路,一个ARM Cortex M0核以及256KB的flash + 16KB的RAM。

图3 智能手环MCU电路
2.G-sensor
G- sensor是重力传感器的意思(英文全称是Gravity-sensor),它能够感知到加速力的变化,加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力,比如晃动、跌落、上升、下降等各种移动变化都能被G-sensor转化为电信号,然后通过微处理器的计算分析后,就能够完成程序设计好的功能,比如 MP3能根据使用者的甩动方向,前后更换歌曲,放进衣袋的时候也能够计算出使用者的前进步伐。

图4 G-sensor电路
3.按键输入模块

图5 按键输入模块电路
4.LED显示
LED显示是手环与用户之间进行数据交互的模块,主要用于数据显示以及用户交互。
根据厂家的不同需求,提供了两种设计方案:
1、LED灯控制显示:以多个LED指示灯的组合形式进行简单的信息呈现。
2、LED点阵列显示: 以LED点阵列的形式显示手环的数据信息:时间、步数、卡路里消耗等。

图6 LED灯控制电路

图7 LED点阵列控制模块电路








