本项目是一套智能鞋垫系统,集振动反馈、压力分布采集、IMU 姿态采集、无线上传、本地存储和续航管理于一体,两只鞋垫的数据要求能够同时上传。
振动方面,线性马达统一控制,振动强度可调节,并要求以 120-150Hz 的宽频带信号驱动,马达需要能在该频率下振动。实现上使用 STM32 硬件 PWM 驱动 MOS 管控制马达振动频率与强度,振动强度通过调节电压或电流大小实现。
压力采集方面,采集模块需要采集压力传感器的压力值及采集点坐标信息并传送给上位机,两只鞋垫信息同时上传。实现上使用 10 个 MOS 管作为矩阵压力传感器的电源选择器,STM32 ADC 逐行扫描,实现 100Hz 的采集频率;数据通过蓝牙上传至 APP,APP 上有对应鞋垫的位置图并显示各点数据。
IMU 采集方面,STM32 通过 IIC 协议读取九轴 IMU 的加速度与角速度数据并经蓝牙发送至上位机,采样频率不低于压力传感器的 80Hz,通常取倍数关系或相同。
无线连接要求平板与手机端上位机能同时接收信息且无丢包,采用 BLE 多主多从或一主多从方案(调试时确定)。供电方面使用 Type-C 充电并支持 C-C 充电,充电芯片采用 CP4056,配充电/充满指示灯;内置 32GB 存储空间(SD 卡)保存采集数据,连接上位机后可调用任意时段数据;不震动时续航 3 天以上,振动时连续续航 3 小时以上。交付内容包括鞋垫采集模块硬件、固件、APP 或平板上位机、蓝牙协议文档与测试记录。
多设备同时连接是无丢包要求中最难的一环。两只鞋垫、手机与平板之间需要稳定的连接拓扑,我们会在调试阶段确定采用多主多从还是一主多从,并对数据包格式、分片与重传机制做优化,确保 100Hz 压力数据与 IMU 数据都能实时到达。
续航与振动是一对矛盾:振动持续 3 小时与不振动 3 天的指标差异很大,因此系统需要在软件层提供振动强度与时长限制,并在电量低时给出提示。充电与指示灯逻辑、本地 32GB 数据的检索与导出,也都是交付前需要完整验证的功能项。
