作者 Thomas Søderholm Nordic Semiconductor公司事务开展总监
摘要：介绍了低功耗蓝牙为医疗电子范畴带来的许多运用，及全新Nordic验证概念的PCB使得开发人员更简略为医疗设备参加无线衔接优势。
许多创始先河的医疗产品公司现已在其产品装备低功耗蓝牙技能来改进糖尿病患者、过敏患者和哮喘患者的日子(如图1)。例如，加拿大Aterica Health公司开发了用于肾上腺素主动注射器的低功耗蓝牙衔接载体Veta Smart Case。最近，坐落美国加利福尼亚州圣迭戈的Dexcom的G5移动接连葡萄糖监测(CGM)体系也已取得了美国食物和药物办理局(FDA)的同意，该体系包含一个低功耗蓝牙组件，用于从安装在患者皮肤上的监督器读取血糖水平，然后传输到智能手机或智能手表上的对应APP，如图3所示。
这些无线衔接的医疗产品为患者供给协助，例如提示他们何时服药，当药物快要过期时宣布正告，并且在离家时提示他们没有随身携带重要药物。此外，通过无线方法将产品衔接到物联网(通过智能手机网关)，能够树立双向链接，不只能够将数据传输给长途家庭和医疗保健专业人员，还可通过供给信息向患者进行辅导，对产品作出软件增强或打上安全补丁。
无线衔接还带来医疗经济效益。通过协助患者坚持服用药物来对首要疾病进行恰当医治，能够削减并发症，然后节约金钱。另一个明显的优点是可从云取得有价值的数据，协助医疗设备制造商了解患者怎么、何时、在何地运用设备和药物，然后制造更好的产品。
可是，RF工程是一门具有挑战性的学科，所需求的娴熟人才求过于供，因而，许多医疗产品制造商难以进入商场。
1 简化规划
可是，现在Nordic Semiconductor推出了概念验证(PoC)印刷电路板(PCB)，为开发人员简化规划流程，如图2所示。 PoC PCB带有该公司的nRF52810低功耗蓝牙解决方案和S112 协议栈(低功耗蓝牙RF协议软件仓库)。该产品尺度细微，并且针对低功耗和高功能进行了优化，是一款非常灵敏和成熟牢靠的蓝牙5认证解决方案。
Nordic的nRF52810低功耗蓝牙 SoC是nRF52系列中的基准器材，供给极佳的性价比和蓝牙5功用，它具有100 dBm链路预算、2.4 GHz多协议无线电、64 MHz的32位ARM Cortex M4 MCU、196 kB Flash内存和24 kB RAM。值得注意的是，其内存分配足以运转典型的高容量、低成本运用(例如医疗设备)的运用程序代码。与一切Nordic的nRF51和nRF52系列SoC相同，nRF52810支撑空中下载设备固件更新(OTA-DFU)，只需运用无线电链路即可晋级现场设备的软件。此外，与nRF52810 SoC 一同推出的Nordic最新版别S112协议栈是一款轻量级蓝牙5认证仓库。
nRF52系列还带来了对医疗产品开发至关重要的其他功用，特别是通过近场通讯(NFC)进行的“带外”(OOB)配对，只需简略地碰触装备NFC的智能手机，即可为医疗设备树立低功耗蓝牙配对，不需求用户进行其他操作。其次，一旦医疗设备与智能手机配对，便能够运用128位AES加密维护低功耗蓝牙链路，然后维护灵敏医疗数据的安全。
S112 协议栈用于监督通讯链路，但一般咱们还需求一些运用程序代码来优化方针产品的软件。例如，假如方针运用是哮喘吸入器，或许还需求一些编码来监测这个设备的运用频率和时刻。
在低功耗蓝牙供货商中，Nordic在运用程序代码开发范畴中具有共同的优势。该公司的软件架构将低功耗蓝牙协议栈与运用程序代码分隔，然后消除了两者集成的复杂性。假如没有分隔，在软件编译进程中，RF仓库或许很简略被损坏，然后延长了开发和调试进程。Nordic的协议栈以通过测验和验证的二进制文件方式交给，并且在编译期间，该公司的开发工具能够和谐运用程序代码与协议栈的对接。
Nordic还供给简化规划流程的开发套件(DK)和软件开发套件(SDK)。 DK包含方针nRF51或nRF52系列SoC，而SDK能够简化SoC与开发人员首选的ARM集成开发环境(IDE)的接口。 值得注意的是，SDK还包含简略的运用程序代码示例，开发人员能够运用这些示例来加快自己运用程序的编码。
2 结合优势
Nordic新式PoC PCB将nRF52系列SoC、低功耗蓝牙协议栈、共同的软件架构、参阅规划和运用代码开发环境的要害优势聚集在一同，经规划用于简化为医疗设备添加无线衔接的进程。
依据nRF52810 SoC的PoC PCB组装在直径为13.5 mm的电路板上，并包含匹配电路、天线和币形电池。Nordic 依据需求供给PoC和必要的规划文件，其间包含简介和具体的过程阐明、电路板原理图和物料清单(BOM)，这套解决方案答应规划人员依据这个蓝牙5认证的外设设备操作PoC来开发自己的规划。
该产品预装了协议栈和Eddystone低功耗蓝牙信标运用示例。开发者能够通过OTA-DFUnRF52810 对这个SoC进行编程。因为选用S112 协议栈的nRF52810 SoC构成了经济高效的蓝牙5 /低功耗蓝牙解决方案，因而Nordic医疗PoC PCB特别适用于廉价的一次性药物运送产品，如哮喘吸入器。依据商场分析组织Market Research Future陈述，到2022年，独自的“智能”(无线)哮喘吸入器商场价值将到达16亿美元。装备Nordic低功耗蓝牙技能的吸入器可完成药物办理(例如供给主动药物记载)，向远处的家庭成员和医务人员发送告诉以及运用统计数据。若得到患者答应，这些数据也能够通过互联网主动发送给制造商，以改进未来产品的功能。
3 无声革新
网络医疗产品正在悄然进行革新(如图4)。因为监管环境严峻，这些产品需求一段时刻才干进入商场，但有许多立异运用行将完成商业化。低功耗蓝牙非常合适从功率受限的设备传输少数数据，并且处处也能够见到它的运用，例如听诊器衔接和智能手机运用程序，乃至是监督护理中心几十位老年人的血压，并将数据转发到云，确认何时施用高血压药物的解决方案。而低功耗蓝牙无线技能在智能手机和平板电脑中无处不在，这稳固了其作为医疗产品杰出无线衔接技能的位置。
规划无线产品的工程非常浩大，或许令人望而生畏，并且许多医疗产品公司或许没有内部RF专才来充分发挥相关技能。可是，通过与Nordic等低功耗蓝牙供货商协作，即便只要很少RF规划经历的开发人员也能够从中获取通过验证的硬件、协议固件、参阅规划、开发工具和技能特长，然后能够轻松构建商用设备的原型，然后进行量产。
本文来源于《电子产品世界》2018年第5期第63页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
