可穿戴设备
4G 老人定位手环 PCBA 方案（GPS + 心率 + 温度监测）
集成 4G 全网通通信、GPS/北斗/LBS 多重定位、心率/体温采集、SOS 紧急呼叫、电子围栏报警的智能手环主控板，5~7 天长待机。
方案概述
本方案针对老人/儿童/宠物防丢场景，主控采用 4G Cat.1 模组 + GPS 双芯片架构，可选配心率传感器（PD70-01C / HRS3300）与 NTC 测温电路，通过手环外壳可实现 IP65 防水、磁吸充电、低功耗长续航。
功能参数
- 通信：4G Cat.1 全网通（移动/联通/电信），向下兼容 2G GSM
- 定位：GPS + 北斗 + GLONASS + LBS 基站 + WiFi 五重融合定位，室外精度 5~15 m
- 定位频率：1 s/次（运动）/ 60 s/次（静止省电）
- 心率监测：PPG 光学心率（绿光 PD70-01C / HRS3300），24h 连续采集
- 体温监测：NTC 热敏电阻 10K 3950，精度 ±0.2 ℃
- SOS 紧急呼叫：长按 3 秒拨打预设 3 个亲情号码，循环呼叫至接通
- 电子围栏：APP 端可设安全区，离开/进入自动告警
- 跌倒检测：加速度 + 陀螺仪算法识别跌倒，自动 SOS
- 电池：3.8V 450~600 mAh，待机 5~7 天，连续使用 1~2 天
- 充电：磁吸 4pin POGo Pin（防反插、防水）
- 防水等级：IP65（生活防水 / 洗手）
- 工作温度：-10 ~ +50 ℃
- 整机重量：≤ 35 g
应用场景
- 老人防走失手环、健康监测手环
- 儿童/学生定位手环、校园卡手环
- 阿尔兹海默症患者定位监护
- 户外作业人员（环卫/物流）巡检定位
- 贵重物品/宠物/行李 GPS 防丢器
BOM 关键器件清单
| 器件 | 型号/规格 | 数量 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 4G Cat.1 模组 | 移远 EC200N / 合宙 Air724UG | 1 | 主控+通信 |
| GPS 模组 | AT6558R（中科微） / u-blox MIA-M10Q | 1 | 多星座 GNSS |
| 心率传感器 | PD70-01C / HRS3300 | 1 | PPG 光学 |
| 温度传感器 | NTC 10K 3950 贴片 | 1 | ±0.2 ℃ |
| 加速度计 | LIS3DHTR / SC7A20 | 1 | 跌倒/计步 |
| SIM 卡座 | Nano SIM 6pin 翻盖 | 1 | 运营商卡 |
| 电池 | 3.8V 450~600 mAh 锂聚合物 | 1 | 配套保护板 |
| 充电管理 | TP4056 / LTC4054 | 1 | 磁吸 4pin |
| 振动马达 | 0820 扁平 3V | 1 | 静音提醒 |
| GNSS 天线 | 陶瓷 18×18 mm | 1 | 主定位天线 |
| 4G 天线 | FPC 4G 全频段 | 1 | 通信主天线 |
| 防水按键 | 侧键 ×1（SOS）硅胶防水 | 1 | 紧急呼叫 |
| 蜂鸣器 | 1209 压电无源 | 1 | 告警/提示 |
| 磁吸触点 | POGo Pin 4pin 镀金 | 1 | 充电/数据 |
客户原方案是 2G GSM 单芯片（移远 M26），存在三大痛点：① 2G 网络退服后无法入网；② 定位精度 50~100 m 不可用；③ 心率/温度需要外挂 MCU+ADC 额外扩展。本方案升级 4G Cat.1 + 独立 GPS，4G 全网通适配国内三大运营商 5~10 年不退网，GPS 单独启动可实现 5~15 m 精准定位。心率 24h 连续监测，异常心率（<50 bpm 或 >120 bpm）自动触发 SOS。NTC 测温精度 ±0.2 ℃，可对接后台体温异常告警。深度休眠整机功耗 0.8 mA，600 mAh 电池可达 7 天待机。整机 IP65 防水，跌倒/围栏/SOS 三重主动安全告警，已在多家养老机构批量出货。
功能参数
| 主控芯片 | 通用 8/32 位 MCU |
|---|---|
| 通信接口 | 4G 模组 + Wi-Fi 模组 |
| 传感采集 | 温湿度传感器、加速度/陀螺仪、心率血氧传感器、称重传感器 |
| 供电方式 | 3.7V 锂电池 |
| 人机交互 | OLED 显示 · APP/远程控制 |
| 工作温度 | -20℃ ~ +70℃ |
| 方案形态 | 低功耗 SoC + 小尺寸屏 |
（典型参考配置，具体以实际方案为准）
应用场景分析
- 运动/健康手环的数据采集
- 智能手表的低功耗显示
- 心率/血氧/睡眠监测
- 通知与交互
方案亮点
- 4G全网通
- GPS定位
- 心率监测
- SOS呼叫
BOM 物料清单
| 物料 | 型号/规格 | 数量 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 主控 MCU | 通用 8/32 位 MCU | 1 | 程序烧录、外设定制 |
| 无线/通信模组 | 4G 模组 + Wi-Fi 模组 | 1 | 可选，按联网需求 |
| 传感器 | 温湿度传感器、加速度/陀螺仪、心率血氧传感器、称重传感器 | 1~2 | 按检测对象选配 |
| 电源管理 | LDO 稳压 | 1 | 稳压、过流与反接保护 |
| 时钟/复位 | 8MHz + 32.768kHz 晶振 | 各 1 | 主时钟与低功耗 RTC |
| 被动元件 | 电阻/电容/电感套件 | 若干 | 滤波、去耦、匹配 |
| 连接器 | USB/排针/插座 | 若干 | 供电与调试接口 |
| 结构件 | PCB(4 层) + 外壳 | 1 套 | 按结构尺寸定制 |
本方案为单片机定制开发参考案例，具体功能、芯片选型与外设可根据您的产品需求灵活调整。如需进一步了解，欢迎联系我们获取完整技术方案与报价。