由于健康監測器如今風靡一時，無線連接有許多不同的選擇。針對消費者的健身樂隊正在使用最新版本的藍牙低功耗連接到智能手機，但還有許多其他方式可以提供與健身帶的連接，該健身帶也可用作無線病人監護儀。

由于傳感器平臺基本相同，心跳和血壓監測增加了一般的運動跟蹤，長距離低功率無線鏈路可以為頻段提供顯著更長的電池壽命，減少充電需求系統并實現更完整的數據捕獲功能。這些可以與提供恒定鏈路的網關一起使用，而不是依靠移動電話進行連接，從而提供更可靠和完整的數據收集架構。這種可靠的無線鏈路越來越重要，因為數據可以直接發送到云進行存儲和分析，而不是在充電時從監視器下載。

由于醫療和健身監視器不需要高數據速率連接，無線鏈路帶寬可以交換更長的范圍和更短的電池壽命，在顯示器需要充電之前允許更多的數據收集。

Silicon Labs的Flex Gecko系列無線控制器提供868 MHz sub-GHz和2.4 GHz連接，并提供必要的加密以保護數據。 868 MHz鏈路提供遠程鏈接到網關以進行數據收集的功能。該芯片結合了ARM?Cortex?-M4控制器內核，256 kB閃存，32 kB RAM和31個數字I/O引腳，可連接傳感器以及7個16位定時器和多個通信接口。該發射機使用2 GFSK編碼和0.1％誤碼率（BER），在2.4 kbps時提供20 dBm的最大輸出功率和-121 dBm的接收靈敏度。有多種低功耗模式可用于不同的操作級別，有助于將功耗降至最低。這在醫療監控設備中特別有用，該設備每隔幾分鐘就會喚醒以獲取讀數并將其傳輸到網關，然后再回到超低功耗睡眠模式。圖1顯示了不同的功耗模式，其中大部分芯片保持休眠狀態，直到需要發送或接收數據為止。

sub-GHz協議的優勢在于范圍。單個網關可以在廣泛的范圍內為數百或數千個監視器提供服務，在廣域網中可以達到10公里。這樣就無需在每個家庭中安裝單獨的網關，從而實現經濟高效的監控。

圖1：FlexGecko收發器的低能耗模式如何在可穿戴醫療監護儀的讀數之間關閉芯片。

目前，藍牙是一種非常重要的醫療監測技術。在各種無線連接設備中采用該技術意味著性能不斷提高，同時尺寸和功耗也在降低。采用芯片級封裝的單模收發器只需幾毫米，可以集成到現有的微控制器封裝中，也可以作為可穿戴式醫療監控器的一部分。

例如，STMicroelectronics的BlueNRG-MS是用于藍牙4.1規范的單模藍牙低功耗主/從收發器。它集成了2.4 GHz RF收發器和ARM Cortex-M0控制器內核，可運行針對藍牙單模協議的功耗優化堆棧。它處理運行藍牙鏈路所需的所有GAP和GATT軟件以及鏈路層中的標準AES128加密協議。

圖2：使用帶有嵌入式DC-DC轉換器的ST BlueNRG藍牙控制器進行低功耗操作。

收發器針對低功率進行了優化，可通過標準紐扣電池進行操作。如果使用其嵌入式高效DC-DC降壓轉換器，則在最高輸出功率（+8 dBm）下，最大輸入電流僅為15 mA。即使不使用DC-DC轉換器，最大輸入電流也只有29 mA，仍能保持電池壽命。此外，超低功耗睡眠模式和工作模式之間的非常短的過渡時間導致非常低的平均電流消耗，從而延長電池壽命。

移動電話技術還為開發無線連接提供了優勢。無需確保智能手機可用于連接監視器，而是可以實現單獨的鏈接。這很容易在低成本，無顯示的手機平臺上開發，該平臺已經結合了藍牙和蜂窩功能。藍牙鏈接可以與監視器配對，也可以通過蜂窩鏈接反饋數據。

連接多個監視器的另一種方法是使用諸如ZigBee之類的協議。這是針對低功耗進行優化的，與使用與藍牙相同的免許可2.4 GHz頻段的網關進行簡單而安全的連接。

德州儀器（TI）的CC2630采用ZigBee提供極低的有源RF和MCU電流消耗，延長電池壽命。該芯片（如圖3所示）包含一個ARM Cortex-M3控制器，作為主處理器以48 MHz運行，并配有獨特的超低功耗傳感器控制器。該傳感器控制器非常適合與外部傳感器連接，并在系統其余部分處于睡眠模式時自動收集模擬和數字數據。

IEEE 802.15.4 MAC嵌入到ROM中，部分運行在ARM Cortex-M0處理器上。這種架構提高了整體系統性能和功耗，并為應用釋放了閃存。

圖3：德州儀器的CC2630包含一個自治區數據收集塊用于保持監控傳感器，同時無線收發器的其余部分保持在睡眠模式。

另一種方法是在家中使用Wi-Fi模塊將顯示器連接到互聯網。 Inventek Systems ISM4334x-M4G-L44是一款嵌入式無線互聯網連接模塊，可在2.4 GHz和5.0 GHz頻譜下運行（圖4）。 Wi-Fi模塊的硬件包括ARM Cortex-M4主機處理器，帶MAC和基帶的雙頻802.11 a/b/g/n無線電收發器以及集成藍牙4.0和NFC支持。這將允許醫療監視器通過藍牙連接，并通過附近的Wi-Fi網絡轉發數據，從而大大簡化系統架構并推出。

圖4：Inventek的Wi-Fi模塊可用作通過藍牙連接醫療顯示器并鏈接到現有Wi-Fi的網關網絡。

該模塊提供UART和SPI接口，可實現與嵌入式設計的連接，無需操作系統，因為它具有完全集成的TCP/IP堆棧。模塊硬件可與Inventek的AT命令集（IWIN）一起用于配置和監視。 Inventek的IWIN，AT命令集允許設計人員快速建立與監視器的連接，最大限度地縮短開發時間，測試例程和認證。

結論

有許多不同的方式可以無線連接到醫療監視器。雖然藍牙是健身頻帶推廣的選擇，但還有其他技術，如長距離的sub-GHz，低功率的ZigBee和Wi-Fi。挑戰在于通過管理低功耗操作模式來獲得最佳的整體性能，同時仍然保持可靠的數據收集和傳輸。