Table of Contents

Fitness pistleri, akıllı gözlemler ve sağlık monitörleri gibi giyilebilir cihazlar, kişisel sağlık yönetimi ve günlük rahatlık için vazgeçilmez araçlar haline geldi. Başarıları, akıllı telefonlar, bulut hizmetleri ve diğer periferiler ile iletişim kurma yeteneğine bağlıdır ve bir batarya ömrünü saatlerden daha iyi bir şekilde sürdürmesi için gerekli olan bu şart, daha düşük güç kablosuz protokollerin, bu protokolleri doğru bir şekilde uygulama için en iyi şekilde uygulama ve bağlantılı sağlık eğilimlerini yerine getirme yeteneğinin daha iyi bir şekilde kullanılmasını sağlayacaktır.

Low-Power Kablosuz Protokolleri Anlamak

Düşük güç kablosuz protokolleri, veriyi ancak kısa sürede iletme veya veri toplama yoluyla dengelemek için tasarlanmıştır. Yüksek güç protokollerinin aksine, klasik Bluetooth veya Wi-Fi gibi, bu protokollerin çoğu zaman derin uyku eyaletlerde, sadece kısa sürede küçük paketler almalarına izin vermek için tasarlanmıştır.

Bluetooth Low Energy (sol)

Bluetooth Low Energy, Bluetooth 4.0'da tanıtıldı ve sürümler aracılığıyla geliştirilmişti 5.x ve şimdi 6.0, kalp hızı okumaları, adım ve bildirim uyarıları gibi periyodik veri transferleri için en az enerjili cihazlar için baskın kablosuz protokoldür.Fort Low Energy, API'nin Genric Attribute (GATT) web sitesine kadar, web sitesi aracılığıyla erişilebilir bir iletişim için uygun olan ve müşterileri (data sağlayıcıları) paylaşmasına ve bağlantı kurmalarına izin veriyor.

[FONT:0)Kırsal güçlüler:[Dönetici: 0 3)) Ubiquitous support in smart, düşük per-packet enerji tüketimi ve yazılım kütüphaneleri (MaviZ, Core Bluetooth, Android BLE APIs))|[Döneticiler:[Döneticiler:[Döneticileri) Sınırlı bir şekilde 100 metre hattın başına kadar) ve diğer 2.4 GHz cihazların potansiyel müdahaleye başladı.

Zigbee

Zigbee, IEEE 802.15.4 fiziksel katmana dayanan, çok odalı bir ağ ağı ağı ağının 2.4 GHz'de yaygın olarak kullanılan düşük güç ağ ağı ağı ağı protokolüdir ve ayrıca 868 MHz (Avrupa) ve 915 MHz (Kuzey Amerika) bandında daha iyi bir penetrasyon için iletişim kurma imkanı sağlar.

[FONT=0)Köpek güçlüler:[Dönetici:[Dönetici:0))[Dönetici))[Dönetici:)))) Büyük ağ için çok düşük görev döngüsü ve büyük ağlara destek (kullanıcı cihazlar için (kullanıcılar için))))))))))))))))))))))))))))Zizahütücüler, daha geniş bir IoT ekosisteminin parçası olan, örneğin, bir ağ koordinatörlüğü veya sürekli bir kan şekeri uyandırmak için bağlantılı olarak.

ANT+

ANT+, birçok fitnessle ilgili uygulamalar için kraliyet dışı bir temel üzerinde lisanslanmış bir protokoldür. Örneğin, ultra-düşük güç operasyonu için kısa aralıklarda (tipik olarak 1-5 metre) bir jim sensörü ile çalışır.

[[Düzücükler:[Dönemli)En düşük güç tüketimi, ortak aşınma protokollerin arasında, küçük, sık sık veri noktaları iletilen sensörler için mükemmel.

Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread Thread

Thread, IEEE 802.15.4'ün üzerinde inşa edilmiş bir IP tabanlı ağ protokolüdür (similar to Zigbee) ancak anahtar bir farkla tasarlanmıştır: IPv6 ve 6LoWPAN, internet protokolleri ile sorunsuz bir şekilde entegrasyon için kullanılır.Relament kullanımı doğrudan bulut hizmetleri veya mobil uygulamalarla özel ağ geçidi olmadan iletişim kurabilir. Thread güvenli, ölçeklenebilir cihaz ağları için tasarlanmıştır ve etkileşimli uygulamalar için düşük değer yanıtları kullanır.Bu, genellikle akıllı ev ortamları ile iletişim kurmak için kullanılır, ancak daha çok daha fazla önemseyen ve en az güç tüketimine ihtiyaç duyan sağlık hizmetleri veya mobil uygulamalar için kullanılabilir.

[[Dönetici:0) Büyük güçlü yönleri: [Dönetici IP desteği standart şifreleme (AES-128, DTLS), mevcut ağ altyapısı ile kolay entegrasyon ve otomatik yeniden yükleyici ile karşılaştırıldığında sağlam bir ağ.]:2Limitler: Mobil ekosistem desteği açısından daha az olgun, internet erişimi için bir Sınır Alarm gerektirir ve şu anda daha küçük sayıda özel çiple sınırlı.

Diğer Notable Protokoller

Birkaç özel protokol de giyilebilir cihazlarda rol oynar.ETHFLT:0)Near Field İletişim (NFC))) Aşırı enerji tüketimi sunmak için 900 MHz bandında, ancak henüz çok düşük güçle çiftleşme veya ödeme için kullanılan, pahalı ve boyut kısıtlamaları nedeniyle.]

Bir Glance'de Karşılaştırma

Doğru protokolü seçmek için, geliştiriciler güç tüketimini, veri oranını, aralıkları, ağ topolojiyi ve ekosistem desteğini tartmalıdır. BLE, en iyi mikroamp konularının uygulama üzerindeki en iyi dengeyi sunar. Zigbee ve Thread, çok-device ağ ortamlarında kapsama ve ölçeklenebilirlik önemlidir. ANT+ her mikroamp önemli olan çok-sensor fitness uygulamaları için standart kalır.

Low-Power Protokolleri Uygulamayın

Başarılı uygulama bir protokol seçmenin ötesine geçer; Donanım, Yazılım ve sistem düzeyinde etkileşimlerin dikkatli bir tasarımı gerektirir. Hedef, veri bütünlüğü veya kullanıcı deneyiminden ödün vermeden en uzun mümkün olan batarya hayatını elde etmektir. Aşağıda geliştiricilerin en fazla etki yapabileceği önemli alanlardır.

Data Transmission Schedules

Kablosuz bir giyilebilirda en önemli güç, radyoyu kullanarak, tek bir paketin dakikada on beşten fazla vuruş tüketebileceği bir radyo kaydının gücünü kullanarak, yalnızca gerekli olan verileri en aza indirmeniz gerekir.Örneğin, bir kalp hızı izleme oranı sadece dakika başına 5'ten fazla kez 10'dan fazla değişiklik yazmalıdır - her saniye Batch çoklu sensör okumaları tek bir pakete göndermek için, radyo preamble ve senkronizasyonun gücünü kullanın. Örneğin, bir kalp hızı izleme oranı: cihazı sadece 30 m'dan fazla uzatma işlemi tamamlandığında.

Uyku Moduları ve Wake-Up Strategies

Modern kablosuz mikrokontroller (MCUs) birden fazla uyku durumu sunuyor: boş, uyku, derin uyku ve hibernate. radyo alt sistemi kullanımında tamamen tükenmemelidir.In BLEcilla, which allows the device can connections and use an ads-only mode (e.g., an reklam paketi her 10 saniye) sadece bir reklam paketini gizlemek için, sadece süper güçlendiricileri kullanarak protokollerin kapatılmasını sağlar.

Donanım Tasarımında Güç Azaltımı

Düşük aktif ve boş akımlarla bileşenleri seçin. Birçok sistem-on-çip (SoCs) kuzey yarı iletkenlerinden, Teksas Instruments ve Dialog yarı iletkenleri radyo ve MCU'yu bir ölüye entegre eder, dış bileşenleri azaltır ve güç verimliliğini artırmak için DC-DC dönüştürücüleri kullanın. Yüksek güçte iletmeleri için radyoyu kullanın.

Verimli Protokolü Stacks kullanın

Firmaware protokolü, şifreleme için CPU döngüleri tüketiyor, paket işleme ve devlet yönetimi. Düşük güç için optimize edilmiş bir yığın seçin - bazı satıcılar "düşük enerji" veya "ultra-d gücü" profillerini devre dışıyor. Örneğin, çok-protocol fişleri (örneğin, her iki fikre de donanım ivmesini kullanarak) açık bir şekilde kullanmak için gerekli olan bir zaman için açıkça dikkatli bir şekilde gerekli olan bir protokole ihtiyaç duymayı sağlar.

Meydanlar ve düşünceler

Dikkatli tasarımla bile, giyilebilir güç, aralık ve potansiyel olarak artan geri dönüşümleri azaltmak için, genellikle cihazın vücut üzerinde yıprandığı zaman, kullanıcıların vücutları üzerinde durgunluğa ve yeniden dönüşümlere neden olabilir.Bir aralık ve potansiyel olarak diğer kablosuz cihazlarla birlikte Coexistence - çok daha fazla çevresel, Wi-Fi yönlendiricileri, ve hatta mikrodalga fırınları - paketler - paketler için tekrarlanabilir güç tüketiminin% 40-50'ini artırabilir.

Güvenlik, karmaşıklık ve enerji maliyetinin başka bir katmanını ekliyor. Tıbbi giyilebilirler HIPAA veya GDPR gibi düzenlemelere uymalı, tüm veriler için şifreleme ve doğrulama gerektiren. Ancak, tam TLS veya DTLS elhakları batarya destekli cihazlar için ağır olabilir. Pre-shared anahtarlar veya seans revoltaik teknikler, temel CPU'dan hesaplamak için donanım kriptografikleri kullanabilir.

Battery kimyası ve kapasite genellikle form faktörü tarafından kısıtlanır. Coin hücreleri (CR2032) basit fitness pistleri için yaygındır, şarj edilebilir bir lityum-polimer hücreleri güç akıllıwatches. Kablosuz protokol, bataryanın kesintisi olarak şarj edilmelidir. Bazı BLE cipsi 1.7 V'ye kadar çalışabilir, ancak radyo bu seviyede tam bir güç tutabilir, güvenli bir kapanış veya güç tasarrufu için plana yol açabilir.

Peyzaj gelişmeye devam ediyor. Bluetooth 5.4 ve gelecek Bluetooth 6.0, Classic Bluetooth ile ilgili periyodik reklamlar gibi özellikleri tanıtıyor (PAwR) ve gelişmiş kanal seslendirmesi, bu da daha verimli bir veri değişimi ve daha yüksek doğruluk yerelleştirme sağlar. Bluetooth LE Audio (LC3 kodc) Klasik Bluetooth'tan daha düşük bir şekilde aşınmak için yüksek kaliteli ses akışı getiriyor.

Ultra-Wideband (UWB) teknolojisi, Apple'ın U1 çipinde ve FiRa konsorsiyumunda uygulanan gibi, kısa patlamalar için çok düşük güç tüketimi ile yüzde metre seviyesindeki konumlandırma sağlar. Henüz aşınmazken, UWB güç jim kontrolü, iyi korunmuş iç içe dönük kapalı navigasyona ve yakınlıkta kilitlenebilir.

Enerji toplama, pilleri tamamen ortadan kaldırmak için kutsal graildir. Vücut ısısından enerji üreten (daha küçük bir hücre veya termoelektrik jeneratörü) hareket (piezoelektrik) veya çevre ışığı (fotofotovoltaic) sürekli düşük görev döngüsü ile elde edebilir ve bu giderek daha fazla uygulanabilir hale getirir.

Son olarak, kenardaki AI ve makine öğreniminin entegrasyonu, bir düşüş tespit edildiğinde uyarı göndermelidir.Bu eğilim, küçük, enfrek veri patlamalarını destekleyen protokolleri azaltır ve tam olarak neyin sağlam olduğunu algılayan bir cihazdır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Düşük güç kablosuz protokolleri modern giyilebilir cihazların arka kemiğidir, kullanıcıların batarya hayatını feda etmeden beklediği sorunsuz bağlantıya izin verir. BLE'nin evrensel akıllı telefon uyumluluklarından Zigbee ve Thread'in ağ yeteneklerini kullanarak ve ANT+'nın sensör verimliliğini ele almak, doğru protokol seçimi, özel uygulama gereksinimlerine bağlıdır. Uygulama başarısı, Bluetooth'ta veri aktarma programları, enerji tasarrufu ve donanımını seçmek, ve daha hızlı yazılımlar kullanmak için daha iyi bir şekilde yardımcı olabilir.

Daha fazla okuma için, resmi olarak [[Dönetici:0)Mavi Çoktli Core Özellikler[Dönetici:2)Zigbee Alliance[DDönetici: 3) ve [[DörtDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜye Olmayanlar İçin Tıklayınız.