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TZ1000高能低耗助力健康智能硬件

时间:2024-05-22 10:45:19 科技赋能

国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见指出,互联网要充分发挥互联网高效便捷优势,提高资源利用效率,并降低服务消费成本,而智能硬件与物联网的进一步融合也属于此类。

借助物联网和大数据,智能硬件可以更好地融入生活,形成完整的生态系统。

因此,支持智慧健康产品创新应用,充分融合软硬件,推动全面量化健康生活新方式,成为热门话题。

鼓励健康服务机构利用云计算、大数据等技术建设公共信息平台,提供长期跟踪、预测、预警的个性化健康管理服务。

鼓励服务机构使用基于移动互联网的便携式体检等设备。

这里必须提到的是,智能设备目前涉足医疗健康领域。

今年上半年,来自不同行业的领军代表纷纷进入智能硬件领域。

以医疗健康、家庭娱乐、健身运动为代表的应用得到广泛推广。

这让我们不得不深入思考如何确保智能硬件在医疗健康领域发挥其作用。

应有的作用。

健康智能硬件发展上半年国内智能硬件行业报告显示,国内智能硬件销量同比增长%,用户数同比增长%,单位智能硬件的价格也同比上涨了50元,其中包括许多健康产品。

同时,很多人认为健康智能设备必须立足于最前沿的技术。

最基本的功能就是能够完成准确有效的预测,同时价格在个人承受范围之内。

但目前能够满足精确测量需求的设备价格普遍较高。

同时,由于外观要求高、研发成本不断增加、开发平台不专业、产品测试不合格等因素,很多智能硬件会迟迟不能上市。

目前,大多数健康智能硬件都具有测量心电图或脉搏监测的功能。

延伸测量将拓展到运动、睡眠、健康等综合数据的分析,您可以通过APP了解自己的身体状况,达到初步健康测量的目标。

但与此同时,人们对此类可穿戴设备持保留态度,因为此类产品大多体积较大或耗电较快。

此类产品的硬件主要包括处理器、传感器、通信连接、存储内存等部分。

基础传感器包括加速度计、陀螺仪、磁力计等。

通信连接可能包括蓝牙、USB、RF等多角度传输连接功能。

同时,此类健康设备还需要基本的安全措施,例如AES加密。

那么问题来了,如何在满足低功耗的同时,保证硬件功能协调优化?一体式东芝TZ系列新一代可穿戴设备的关键点:运动检测、情境识别、血压测量、皮肤电阻GSR(皮肤电反应)监测、超长电池寿命和无线充电。

如何将这些功能集成到一个设备中并满足美观的外观非常重要。

东芝的 TZ 系列应用处理器目前集成了低功耗蓝牙 (LE)(一种低功耗无线通信标准)、传感器、处理器和闪存。

这些功能紧密集成到一个紧凑的封装中,从而促进小型化系统设计并减少安装面积,使其成为小型可穿戴设备的理想选择。

单个封装即可满足多种健康智能硬件的外观要求。

同时,应用处理器处理通过传感器获得的数据。

AFE 动态性能确保节能且仅消耗极低的功耗,因此适合需要长期电池运行的应用。

健康可穿戴设备。

TZ系列基本应用低功耗示例:在活动监测解决方案中,mAh电池可持续使用86天。

心率监测方案方面,TZ1方案在高精度监测结果的情况下,使用mAh电池可以持续7天。

图1 活动监控状态当前状态说明 *RMSE:Root Mean Squared 均方根误差;红线 红线:误差与ECG心电图误差对比。

图 2 心率监测环境中准确数据的图示。

此外,TZ系列还可以连接外部传感器。

开发者可以根据自己的需求添加额外的传感器。

图3 TZ系列原理图 东芝半导体的TZ系列产品集成了高分辨率ADC,可以将外部传感器(如脉搏波和心电图)的模拟信号转换为数字数据并传输到内部处理器,配有DSP的高性能ARM? Cortex?-M4F 和浮点处理单元结合了来自多个传感器(内部和外部)的数据,以提高准确性。

原始数据和处理后的数据最终通过集成的Bluetooth? LE控制器和射频电路传输到外部设备,例如智能手机和平板电脑。

目前,该系列产品已应用于可穿戴设备,如活动监测器、手环式智能手表、眼镜式设备等。

东芝半导体TZ系列内部结构列表:  * 括号内的数字为内部微控制器的通道数。

东芝半导体TZ系列的开发及应用如下图所示。

我们可以看到TZ系列可以外接更多的生物医学传感器,并且支持无线充电、电池使用等电源输入。

此外,还可以对传感器获得的数据进行综合分析,并将数据传输到便携式设备和云空间。

图4 TZ系列应用 与市场上其他竞争对手相比,TZ系列在功耗方面也具有明显优势,并且需要更少的充电次数,从而提高了电池寿命。

目前,市场上最常用的TZ系列芯片是TZMBG。

尺寸为8.50x9.80x1.60mm,体积更小,设计更加灵活。

同时,为开发者提供的参考板也超小,使其成为更方便的测试环境。

帮助工程师快速完成产品开发。

此外,除了硬件支持之外,TZ系列友好的医疗解决方案开发平台HcSDP(医疗保健解决方案开发平台)可以让工程师快速进入开发流程,同时也简化了各种应用的测试。

该平台可以满足工程师的很多开发需求,包括SDK(软件开发套件)、HDK(硬件开发套件)、开发环境以及其他支持(相关文档和教育支持)。

l SDK包括智能手机应用开发套件(Android/IOS和控制数据库-蓝牙通信)、TZFW开发(BSP板支持包/蓝牙软件堆栈和传感器处理数据库)和参考应用程序; l HDK包括Type-A(易于扩展对其他传感器的支持)和Type-X(较小,扩展对其他传感器的支持时有限制); l 开发环境包括Windows/MAC OS操作系统和Keil MDK-ARM、IAR和Rowley开发工具。

l 其他配套技术资料(最新技术手册)、技术研讨会、问答支持等。

图5 TZ系列开发平台SDK结构及特点图解 东芝半导体始终致力于帮助工程师更快地开发产品,缩短研发时间缩短开发周期,在产品更符合市场需求的情况下加快产品上市。

为了软件平台和硬件平台的充分融合,希望SDP开发平台能够更好地帮助工程师完成更困难的任务。

未来,东芝半导体正在深入技术研发。

面对更加注重用户体验的市场,我们一线的工程师将进一步倾听客户的需求,更加努力地完善解决方案。

我们希望健康智能硬件不仅仅是一个可以预测人体数值的设备。

,并希望这些准确的数据能够给人类带来更多的健康帮助。