智能手環(huán)是一種穿戴式智能設(shè)備。通過(guò)這款手環(huán)，用戶可以記錄日常生活中的鍛煉、睡眠、部分還有飲食等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)與手機(jī)、平板、ipod touch同步，起到通過(guò)數(shù)據(jù)指導(dǎo)健康生活的作用。
智能手環(huán)內(nèi)置低功耗藍(lán)牙4.0模塊，可以與手機(jī)、平板、PC客戶端進(jìn)行連接，可以隨時(shí)隨地設(shè)置身高、體重、步幅等信息和上傳運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。另外，智能手環(huán)還具備社交網(wǎng)絡(luò)分享功能，比如用戶可以將睡眠質(zhì)量、飲食情況和鍛煉情況以及心情記錄等通過(guò)綁定微博等社交網(wǎng)絡(luò)端進(jìn)行分享。
nRF51822是一款為超低功耗無(wú)線應(yīng)用設(shè)計(jì)的多協(xié)議單芯片解決方案。芯片支持BLE4.0和2.4GHZ協(xié)議棧，整合了射頻發(fā)射電路，一個(gè)ARM Cortex M0核以及256KB的flash + 16KB的RAM。
手環(huán)硬件電路設(shè)計(jì)部分，包括一顆集成BLE功能的MCU（nrf51822），和由MCU控制的各種外設(shè)：
藍(lán)牙射頻電路；
使用SPI接口的G-sensor；
使用I2C接口的線性馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路；
使用I2C接口的LED點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)，與線性馬達(dá)共享總線；
使用GPIO的按鍵輸入；
使用GPIO的LED燈；
使用GPIO的普通馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路；
外部復(fù)位電路。
圖2 智能手環(huán)框圖
智能手環(huán)主要部件描述：智能手環(huán)
1．MCU
nRF51822是一款為超低功耗無(wú)線應(yīng)用設(shè)計(jì)的的多協(xié)議單芯片解決方案。芯片支持BLE4.0和2.4GHZ協(xié)議棧，整合了射頻發(fā)射電路，一個(gè)ARM Cortex M0核以及256KB的flash + 16KB的RAM。
圖3 智能手環(huán)MCU電路
2．G-sensor
G- sensor是重力傳感器的意思（英文全稱是Gravity-sensor），它能夠感知到加速力的變化，加速力就是當(dāng)物體在加速過(guò)程中作用在物體上的力，比如晃動(dòng)、跌落、上升、下降等各種移動(dòng)變化都能被G-sensor轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后通過(guò)微處理器的計(jì)算分析后，就能夠完成程序設(shè)計(jì)好的功能，比如 MP3能根據(jù)使用者的甩動(dòng)方向，前后更換歌曲，放進(jìn)衣袋的時(shí)候也能夠計(jì)算出使用者的前進(jìn)步伐。
圖4 G-sensor電路
3．按鍵輸入模塊
圖5 按鍵輸入模塊電路
4．LED顯示
LED顯示是手環(huán)與用戶之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的模塊，主要用于數(shù)據(jù)顯示以及用戶交互。
根據(jù)廠家的不同需求，提供了兩種設(shè)計(jì)方案：
1、LED燈控制顯示：以多個(gè)LED指示燈的組合形式進(jìn)行簡(jiǎn)單的信息呈現(xiàn)。
2、LED點(diǎn)陣列顯示： 以LED點(diǎn)陣列的形式顯示手環(huán)的數(shù)據(jù)信息：時(shí)間、步數(shù)、卡路里消耗等。
圖6 LED燈控制電路
圖7 LED點(diǎn)陣列控制模塊電路
