解决便携式设备产品的低功耗的方案

目前，家庭医疗设备的基础设施尚不成熟，涉及独立设备(如血糖测试仪)，可通过USB收集数据进行访问的设备/PC或可以通过蓝牙连接到智能手机的简单显示器。虽然所有这些设备都已在市场上占有一席之地，但“远程医疗”的真正好处将来自连接设备，无缝监控更复杂的参数(如血压，呼吸频率或运动)，并将这些信息安全地传输给医疗保健专业人员，适用于需要持续监测的长期或短期健康状况的患者。

在这种情况下，对更复杂的基础设施的需求是明确的：一个足够安全以保护机密数据但又足够灵活，允许设备轻松加入/离开网络。家庭卫生基础设施的核心是“枢纽”或网关。通常，这将基于为此目的而设计的高度集成的解决方案，例如飞思卡尔的i.MX28系列。它构成了家庭健康中心参考设计的基础(图1)，飞思卡尔与iDigi远程医疗应用套件捆绑在一起。

图1：飞思卡尔的家庭健康中心参考设计具备所需的所有基本功能。

i.MX28是一个基于ARM9内核的应用处理器系列(图2)，集成了显示，电源管理和连接功能。 LCD控制器支持触摸感应输入，由飞思卡尔的触摸传感软件套件(TSS)支持，其中包括支持各种不同材料和输入(如旋转，滑块或键盘)所需的算法。该套件可以部署在各种MCU上，包括基于32位ARM Cortex-M的Kinetis系列和8位S08系列，以及主机上的MPU，或者卸载到更小，更低成本的MCU上。这些HMI将成为必须易于清洁或能够在各种医疗环境中运行的设备的标准。

图2：飞思卡尔基于ARM9的i.MX28系列集成了开发家庭健康中心网关所需的关键功能。

连接性

连接医疗监控设备的开发和部署将严重依赖通信标准;市场已经明确表示它不会支持封闭的生态系统，因此为了鼓励开发家庭健康设备的必要投资，业界已经支持开发有线和无线配置文件，以满足医疗设备的特定需求。

最值得注意的是，对于无线，Bluetooth SIG的医疗设备工作组已经开发了健康设备配置文件(HDP)，而USB组织已经定义了个人医疗保健设备类(PHDC)。两者都被康体佳健康联盟采用。

蓝牙低功耗在运行HDP的医疗设备用例中的一个好处是，它支持与基于Web的应用程序的通信，而无需通过智能手机或PC;相反，设备可以直接与网关通信(如前所述)，从而进一步增加了家庭健康网络的安全凭证。

使用这些协议中的一个或两个传输敏感医疗数据需要MCU不仅能够实现软件，还能提供立法现在所需的额外安全级别。由于蓝牙堆栈使用高级加密标准(AES)，所选择的MCU需要能够支持这一点;一个例子是德州仪器的MSP430FR59xx系列。由于多种原因，TI将此特定版本的MSP430产品组合定位为适用于便携式医疗设备。首先，它基于TI最新的超低功耗“Wolverine”技术平台，使其立即有利于电池供电设备。其次，它集成了FRAM存储器，它既具有近乎无限的读/写周期的低功耗技术，又具有防篡改功能。该器件还通过其256位AES硬件支持安全应用，并允许锁定内存段以保护IP并提供安全的数据记录。

应用

随着患者对便携式医疗设备越来越熟悉和熟悉，设备的范围将进一步增加。今天，可用的设备范围涵盖患者监测设备的血压或血糖(图3)，一个提供一系列患者监测功能的设备(图4)，环境调节，如氧气浓缩器(用于增加小面积的氧气量，如面具)。

图3：Microchip的血压监测设计。

图4：Microchip的设计多功能病人监护仪。

然而，其中一个更具挑战性的应用是离子电渗疗法;通过皮肤输送药物的过程(透皮)。这涉及使用电流驱动通过皮肤的电荷化合物。这使得这类设备牢固地处于“可穿戴”级别，因为药物通常使用一次性贴片进行部署，并且此类设备的最大挑战之一是尺寸，因为贴片必须包含所有电子设备和电池。 Microchip认为它以PIC10F322的形式提供了该应用的解决方案;采用6引脚封装的8位MCU。尽管它的大小 - 只有35条指令 - 它集成了：核心，闪存和ADC;可配置的逻辑单元;互补波形发生器;固定电压参考;数控振荡器;温度指示器，PWM模块以及多个定时器。

在规模的另一端，PIC32MX5xx/6xx/7xx系列器件建议用于患者监护解决方案，具有32位MIPS M4K内核，可连接高达512 KB的闪存和高达128 KB的SRAM。这些凭证使该系列更适用于采用高端图形接口的应用程序，并且能够处理多任务应用程序软件。