互联健康

智能可穿戴设备无线解决方案

查看智能可穿戴设备的理想无线解决方案。将先进的物联网安全功能融于可靠、低功耗的 Wi-Fi 和蓝牙连接设计中。

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简介

可穿戴设备市场

智能可穿戴设备已成功激励全球数百万人保持更好的健康并保持工作效率。1998-2018 年，符合美国有氧运动和肌肉强化指南的成年人比例从 14% 上升至 24%。新冠肺炎疫情加速了追求健康生活方式的增长趋势，因为人们希望预防疾病并避免前往拥挤的医院。这推动了全球健身追踪器市场的发展，预计到 2028 年，该市场的总价值将达到 1,140 亿。

什么是智能可穿戴设备？

可穿戴设备是由电池供电的设备，能够帮助用户监控活动和生物特征，同时提供对设备和云上用户数据的安全访问。可穿戴设备的例子包括智能手表、腕带、自行车传感器、头戴式显示器、智能服装，以及无穷无尽的其他应用。

智能可穿戴设备能够做什么？

可穿戴设备安装有传感器，能跟踪生物特征和物理信号，例如心率、血氧、温度、运动等。They communicate that data to the cloud or a smartphone wirelessly to produce meaningful information for the user – steps taken, distance traveled, calories burned, quality of sleep, and more. Wearables can also stream music and show notifications, emails, and phone calls during exercise.

智能可穿戴设备的优势

可穿戴设备为用户提供了一种简单的方法来掌控生活，并使得锻炼更舒适，无论是听音乐和与朋友社交，还是将运动目标整合到日常活动中。这为设备制造商提供了新的应用机会：活动和睡眠跟踪、心率监测和心电图，以及支持虚拟现实 (VR) 的活动应用程序。

Silicon Labs 智能可穿戴设备解决方案

Silicon Labs 能提供出色的无线解决方案，从而设计具有可靠、低功耗连接功能和先进 IoT 安全性的时尚设备。我们提供 Wi-Fi 和蓝牙解决方案，采用巧妙的节能策略，可延长电池寿命，同时提供可靠的室内和室外连接功能。结合 NCP 和 SoC 等各种模式下的无缝 SDK 集成，我们可以帮助您快速发布可穿戴设备。

尽可能降低功耗

Whether the user is indoors or outdoors, they want their wearable device to connect instantly. 资源受限的可穿戴设备所面临的设计挑战是将无线性能和能源效率适当地结合起来。For Bluetooth LE, BG27 features an ultra-low transmit power (TX) of 4.3 mA at 0 dBm and a receive power (RX) of 3.6 mA, Its exceptional RX sensitivity of -98.9 dBm decreases output power. The ARM Cortex®-M33 features 48 µA/MHz active and 1.8 µA sleep currents with 64 kB RAM retention, making BG27 an excellent fit meeting computing needs with minimal power overhead. 对于 Wi-Fi 来说，与竞争对手的 SoC 相比，Silicon Labs RS9116 Wi-Fi SoC 可将传输功率降低达 70% (1 Mbps)，WLAN 待机相关功率（1 秒间隔）降低约 90%，为始终在线的 Wi-Fi 节省电量。

简化多协议设计

可穿戴设备需要持续与多个实体连接——智能手机和传感器的低功耗蓝牙、连接至云的 Wi-Fi、连接至耳机的 Bluetooth Classic。那么，您如何实现强大的多协议功能，同时最大限度地降低物料清单 (BoM)、设计复杂性和功耗？答案是多协议解决方案，例如 RS9116 Wi-Fi NCP 模块，它将 Wi-Fi 单频和双频 802.11 a/b/g/n、具有多协议共存功能的低功耗蓝牙以及单芯片上的经典蓝牙功能相结合。

Optimizing Wearable Form Factor

Wearables require small form factor components. The RS9116 offers the smallest form factor pre-certified Wi-Fi module (4.63 x 7.90 mm) in the industry, while for pure Bluetooth applications, the extremely small ultra-low-power pre-certified Wi-Fi module (4.63 x 7.90 mm). It’s ideal for sleek designs while enabling a quick time to market and reduced development costs compared to SoCs through pre-certified RF and integrated antenna. For Bluetooth LE, BG27 in CSP, with dimensions of 2.3 x 2.6 mm, gives you the flexibility to design extremely small, appealing wearable devices.

How to Improve Battery Level Tracking on Wearables?

How can you as a product designer prevent unexpected battery depletion on wearables? The integrated Coulomb Counter on BG27 enables you to implement accurate battery level tracking on wearable devices to enhance the user experience.

Enhancing Wearable Devices with a DCDC Converter

Our BG27 ultra-low-power Bluetooth LE SoC features an integrated DCDC converter providing you with a wide voltage range of 0.8 V - 1.6 V or 1.71 V - 3.8 V. It enables the use of single-cell alkaline and button cells to reduce product size and cost and extends battery use.

可穿戴设备的安全注意事项

处理和传输健康信息的联网可穿戴设备会对用户造成极端的隐私威胁。Silicon Labs 提供市场上较为先进的物联网安全解决方案 Secure VaultVault，帮助您保护您的设备和客户免受逻辑网络攻击和物理篡改，提高品牌可信度。

尽可能提高 Wi-Fi 接入点兼容性

Novus Labs 是一家第三方测试实验室，已协助 RS9116 对数百个路由器执行了互操作性测试，在每隔 55 秒发送的消息中，出现了零次 Wi-Fi 断开、零次 TCP 断开，应用消息的接收率达到了 100%。因此，如果您想最大限度地提高可穿戴设备的 Wi-Fi 接入点兼容性，RS9116 Wi-Fi 物联网解决方案就是您的选择。

如何在可穿戴设备上启用 AI/ML？

未来，可穿戴设备上的 AI（人工智能）和 ML（机器学习）变得至关重要，可以实现更智能的应用和设备计算，同时通过避免与云端收发数据来减少延迟。Silicon Labs BG24 在蓝牙 SoC 中内置了 AI/ML 硬件加速器，能够以 1/6 的功率带来 4 倍的 ML 推理速度，无需唤醒并运行中央处理器，可为您的可穿戴设备节省功耗。

智能可穿戴设备无线解决方案方框图

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EFR32BG27 系列 2 蓝牙低能耗 SoC - EFR32BG27

An ultra-low-power SoC in CSP (2.3 x 2.6 mm) and QFN for high-performance Bluetooth LE. DCDC Boost down to 0.8 volts. Coulomb Counter for accurate battery level tracking.

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最新公布

The EFR32BG27 family of wireless SoCs opens up new possibilities by offering an ultra-small WLCSP package (2.3 mm x 2.6 mm) capable of running on button cell batteries. Now device makers can address applications with extremely small form-factor requirements without sacrificing performance and security. The BG27 Bluetooth SoC features an integrated DCDC boost that allows operation down to 0.8 volts, enabling support for single-cell alkaline and 1.5-volt button cell batteries that are typically used in medical applications for battery-operated patches and continuous glucose monitoring (CGM) devices. Additionally, the wakeup pin on the BG27 allows products in a warehouse or transit to remain off for months, consuming less than 20 nA, ensuring the battery remains fully charged for use. The integrated coulomb counter enables accurate battery level monitoring to avoid unexpected battery depletion for critical applications. Target applications include connected medical devices, wearables, sensors, switches, smart locks, and both commercial and LED lighting.

关键规格

支持蓝牙 5.3、蓝牙网状网络和专有产品

适用于低功耗电池供电的物联网设备

EFR32BG22 系列 2 模块

超低功耗模块，具有高性能无线功能，适用于电池高效型可穿戴设备。内置天线和全球 RF 认证，加快上市时间。尺寸 6 x 6 mm (SiP)。Secure Vault。

更多信息

BGM220 蓝牙® 模块的设计和构建旨在满足电池供电 IoT 产品的性能、安全性以及可靠性要求。BGM220 基于 EFR32BG22 SoC，完全可升级、具有强大的软件协议栈、经全球法规认证、开发和调试工具先进并提供支持，是一套可帮助加快上市时间的完整解决方案。BGM220 提供多种封装形式（PCB 或超紧凑型 SiP），是各种蓝牙 LE 应用（包括资产标签、信标、便携式医疗、健身和蓝牙网状网络低功耗节点）的理想之选。

关键规格

支持蓝牙 5.1、5.2 和蓝牙网状网络

非常适合超低功耗电池供电 IoT 设备

EFR32BG22 系列 2 蓝牙低能耗 (SoC) - EFR32BG22

具有行业领先的能效和接收器 (RX) 灵敏度的 SoC，适用于电池高效型可穿戴设备。4 x 4 mm 小尺寸和 Secure Vault。

更多信息

EFR32BG22 (BG22) 蓝牙低功耗 (LE) 无线 SoC 解决方案是无线 Gecko 系列 2 平台的一部分。BG22 系列同类最优的超低传输和接收功率（4.1 mA TX @ 0 dBm、3.6 mA RX）和高性能、低功耗 Arm® Cortex®-M33 内核（27 µA/MHz 活动、1.2 µA 睡眠）的组合提供业界领先的能源效率，可使钮扣电池寿命延长到多达十年。目标应用包括蓝牙网状网络低功耗节点、智能门锁、个人医疗保健和健身设备。资产跟踪标签、信标和室内导航也将受益于 SoC 的多用途蓝牙到达角 (AOA) 和出发角 (AOD) 功能以及亚米级定位精度。

关键规格

支持蓝牙 5.3 与蓝牙网状网络

非常适合超低功耗电池供电 IoT 设备

EFR32BG24 系列 2 蓝牙低能耗 SoC - EFR32BG24

具有高性能无线和低功耗 SoC，适用于电池高效型智能可穿戴设备。集成 AI/ML 加速器和获得最高 PSA 3 级认证的 Secure Vault™。

更多信息

EFR32BG24 无线 SoC 是使用蓝牙低能耗和蓝牙网状网络实现物联网无线连接的理想选择，适用于智能家居、照明和便携式医疗产品。凭借高性能 2.4 GHz RF、低电流消耗、AI/ML 硬件加速器和 Secure Vault™ 等关键功能，物联网设备制造商可以创建智能、稳健、节能的产品，避免远程和本地网络攻击。ARM Cortex® -M33 运行高达 78 MHz、1.5 MB 的闪存和 256kB 的 RAM，可为要求苛刻的应用程序提供资源，同时为未来增长留出空间。目标应用包括网关/集线器、传感器、开关、门锁、智能插头、LED 照明、灯具、血糖仪和脉搏血氧计。

关键规格

支持蓝牙 5.3、蓝牙网状网络和专有产品

适用于低功耗电池供电的物联网设备

RS9116 Wi-Fi NCP SoC

超低功耗 Wi-Fi 4 SoC (802.11 b/g/n) 采用蓝牙 LE 和 Bluetooth Classic（双模）技术，适用于电池高效型智能可穿戴设备。全面的网络协议栈和高安全性。

更多信息

Silicon Labs 的单波段 RS9116 QMS 无线 SoC 提供全面的多协议无线连接解决方案，包括 802.11 b/g/n (2.4 GHz) 和双模蓝牙 5。无线 SoC 具有功率优化性能，可提供高数据吞吐量和扩展的范围。无线 SoC 已通过 FCC、IC 和 ETSI/CE 认证。