充分发挥未来可穿戴医疗设备的技巧

1、充分发挥未来可穿戴医疗设备的技巧总有一天，可佩戴的便携式医疗设备将在我们的日常生活中随处可见。实际上，我们不会再将它们视为“设备”，而是更在意它们提供的各种服务。随着无线衔接的持续进展，以及医疗行业向门诊服务模式的改变，设备开发者假如能够提前预测到将来需求并充分加以利用，则将迎来真正的机遇。固然，设备开发者必需满足十分严格的创造要求。可穿戴医疗设备必需形状小巧，能够持续保持衔接，并且具有较长的电池续航时光。它们将能在设备内提供更多计算资源。市场竞争日趋复杂且日益激烈，而设备开发者必需在这样的市场中生存下来。为了达到这个目标，设备开发者必需构建迅速、灵便、轻便而又具成本效益的平台（图 1）。图

2、1： 软件平台必需笼罩全部非应用程序特定代码。设备形状可穿戴医疗设备分为两大类：一次性设备以及可重复用法设备。一次性设备属于相对较新的市场领域，因为这些设备的产品寿命相对较短，因此其进展较为迅速。相反，可重复用法设备则要求更长的产品寿命和更高的平安性，以及很高的牢靠性系数。驱动一次性设备进展的模式是薄利高产量。为了实现这个目标，一次性设备必需让资源最有限的处理器提供最多的功能。为了最大程度提高收入，设备开发者通常会针对终于用户群体提供一系列产品，以价格换取功能。为产品的每项功能编写应用程序的做法不太合算。因此，必需构建一个通用软件环境，既可支持单种应用程序，也能够在各种计算资源之间无缝迁移。此

3、类环境必需能够压缩到最精简的系统，它们通常只提供很少的存储器资源，但能够举行扩展以支持越发丰盛的功能。可重复用法设备市场向设备开发者提出了一系列不同的挑战。设备创造商向市场提供的主要增值是终于客户用法的处理器不再是暂时性质的。供给商支持的设备生命周期存在很大差异。医疗行业客户通常不希翼产品更换周期达到十年甚至更长。要消退这种矛盾，并且维持须要的应用程序代码生命周期以保持盈利，就要设计稳定的编程 api，而不是特定的处理器设备。衔接选项我们向来都有能力创造出足够小巧、便于佩戴的设备。当前设备与以往设备的区分在于是否能提供全球衔接包括挺直衔接到互联网或云，或者衔接到本地中间设备（可穿戴医疗设备与用

4、户的智能手机配对），再通过中间设备衔接到互联网。这种衔接可能是间断的（用法无线衔接或暂时的有线衔接），也可能是持续的（用法某一种无线选项）。有线选项是成本最低的衔接方式，但却最不灵便。不过，对于低成本设备而言，它们仍然是可行的解决计划。当通过有线链路衔接到可穿戴系统供给商提供的另一部设备时，可以用法极其容易的衔接办法，例如 spi 和 i2c。相反，当衔接到通用的计算设备时，则需要用法更为开放的标准，例如 。用法过这些不同衔接办法的工程师知道，usb 和其他容易衔接办法的协议复杂性相差很远。衔接选项很可能在设备生命周期内变幻，甚至在开发周期内变幻。操作环境应当能够最有效地将应用程序层与底层衔接

5、办法隔离开。然而，将来的可穿戴医疗设备的趋势是用法无线衔接方式。虽然 usb 是比 spi 越发复杂的协议，但各种不同的无线衔接选项远比 usb 复杂得多，特殊是在涉及平安性时。无线衔接办法包括近场、/ble、wi-fi，以及蜂窝移动网络（图 2）。在这些无线衔接方面，技术、协议和选项都在迅速变幻。越发重要的是，这些系统的成本也会发生变幻，虽然在当前看来，这些解决计划似乎过于昂贵，但在今后很可能成为经济实惠的标准，当应用程序层代码可以维持很长的生命周期时。图 2：无线衔接选项丰盛多样而又在不断变幻。实时操作系统 (rtos) 环境具有 spi 级别接口，当前能够应用于最精简的设备中，并且能够实

6、现向全蜂窝衔接的迁移（无论是囫囵产品系列还是产品生命周期），它们无疑能够让可佩戴医疗设备 oem 厂商适应可能浮现的任何形势。电源要求可穿戴医疗设备的电池续航时光明显是一大关键要素。对于人们随身携带或佩戴的任何设备而言，分量始终都是一个倍受关注的指标，而电池又是全部便携式设备中的最粗笨部件。最大程度地削减功耗可以延伸电池续航时光，但对于成天甚至夜间都要用法设备的用户来说，光做到这一点还远远不够。在大幅降低电源需求的同时，还要最大程度地减小电池尺寸。智能手机等设备采纳特定尺寸的电池，由电池提供特定的电量。而这一参数通常是固定不变的，因此只需达到一定的电池充电续航时光，就能满足客户的需求。但可穿戴

7、医疗设备并非如此。当电池充电续航时光确定之后，必需不断地降低功耗，由于每次降低功耗都能进一步减小电池尺寸和分量。当前的现代处理器提供了一系列有效的节能功能。圆满的是，这些功能十分复杂，不仅功能之间通常具有很高的互相依靠性，而且其还要依靠与要实施的特定节能模式不相关的系统部件。例如，更改器件时钟频率会影响通信时钟速率，即便通信外围设备没有更改它们的电源状态也是如此。全部这些因素累加起来，也就让应用程序开发人员越发不堪重负，由于他们原本就担当了完成目标应用的重任。能否让电池提供更高的电量，将打算设备在市场上的竞争力。设备开发者濒临着双重压力，既要让软件达到或超出应用程序要求，又要兼顾项目的外围设备

8、的尺寸，这样才干在市场上立足。图 3：功率优化涉及到全部可穿戴设备元器件。要解决这个问题，就需要在集成了功能并将其作为环境必不行少的一部分的软件平台上开发应用程序（图 3）。大部分大型通用操作系统都包括一系列十分先进的电源管理功能；但是，这些操作系统在面对便携式医疗设备的处理设备中并不能发挥作用。大部分实时操作系统都提供某种形式的电源管理，最频繁的是 tick 抑制，当没有方案运行的任务时，它将中断内核周期性定时器 tick，直至下一个定时器大事。可穿戴设备需要其他更为复杂的办法，而这样的办法在 rtos 中十分罕见。目前惟独 graphics 的 nucleus rtos 可提供对全部器件节

9、能功能的内置支持，包括动态频率调节 (dvfs)，以及对外围设备之间全部交互的外围设备功率级别的彻低控制和对内核操作时钟周期的彻低控制（图 4）。图 4： 结构化电源框架优化开发工作。尺寸限制为了适应可穿戴医疗设备的物理形状参数，设备能够容纳元器件的空间很小，散热能力也比较有限。散热问题和功耗问题向来都是我们在努力解决的两大问题。因为物理尺寸限制，导致我们通常挑选 片上系统 () 作为内核处理引擎。虽然这些设备可以容纳无数不同尺寸的外围设备，但因为存储器容量问题，我们无法控制存储器的几何外形。每个应用程序都需要更多存储空间。而小型设备中的存储器，包括易失性和非易失性存储器，更是如此。设备开发者

10、最不希翼看到的就是应用程序与 rtos 争夺资源。正是这个问题阻碍了通用操作系统进入可穿戴医疗设备领域。考虑采纳某个 rtos 时，它必需能够在代码和数据需求方面都压缩到最小，以完善贴合 2k 精简内核，如此就更能够在最为低端的设备领域中经久不衰。这个 rtos 还必需能够扩展，以运行功能最全面的服务，例如蜂窝移动通信。假如做不到，设备开发者必需尝试支持跨越多个操作系统环境的应用程序。实施与产品有些人还记得，在 pc 革命兴起初期，广告商、营销人员和科技杂志关注的焦点是时钟速度、大小和其他技术详情。现代设备的唯一判定标准是终端用户体验。有些开发者在工程方面取得了重大突破，让腕带能够运行大量命令，这可能是在同行之间夸耀的资本，但并非打算性的因素。这就迫使设备开发者必需用最少的硬件提供最丰盛的功能。无论是最小的存储器、最慢的时钟（设备限制或实际用法），还是体积最小的电池，工程师都能够在设备中（无数状况下是一次性设备）提供奇特的功能。结论当今的市场需要更为复杂多样、物超所值而又先进的底层硬件，要在这样的市场上生存下来，应用程序必需在功能强大且十分灵便的平台上运行。这种平台必需十分精简，同时还能够优化特定硬件特性。这种平台不再彻低取决于处理架构或外围设备集合