收藏
# ESP32 穿戴设备与网关硬件开发需求说明
## 【需求简介】
### 1. 项目概述
需要制作一套基于ESP32的穿戴式数据采集设备样品,包含:
- **手表终端**:2套(可佩戴于手腕,采集生理数据)
- **网关设备**:1套(与电脑USB串口通信)
### 2. 技术要求与目标
- 手表终端与网关之间通过ESP-NOW协议进行2.4G无线通信
- 手表终端需支持心率血氧数据采集、OLED屏幕显示
- 网关设备需支持USB串口与电脑通信
- 所有设备需有3D打印外壳,外观整洁,适合演示
### 3. 交付物
- 手表终端成品:2套(含外壳、腕带、已组装调试)
- 网关设备成品:1套(含外壳、已组装调试)
- 原理图文件(PDF格式)
- PCB设计文件(Gerber格式)
- 3D外壳设计文件(STL格式)
- BOM清单
---
## 【功能描述】
### 一、手表终端(数量:2套)
#### 1.1 主控芯片
| 项目 | 规格要求 |
|------|----------|
| 芯片型号 | ESP32-WROOM-32 或 ESP32-S3-WROOM-1 |
| 主频 | 240MHz 双核 |
| Flash | ≥4MB |
| RAM | ≥520KB |
#### 1.2 传感器模块
| 项目 | 规格要求 |
|------|----------|
| 型号 | MAX30102 心率血氧传感器模块 |
| 接口 | I2C(SDA/SCL) |
| 安装位置 | 手表底部,紧贴皮肤 |
#### 1.3 显示屏
| 项目 | 规格要求 |
|------|----------|
| 类型 | OLED 显示屏 |
| 尺寸 | 0.96寸 或 1.3寸方形屏幕 |
| 分辨率 | 128×64 或 128×128 |
| 接口 | I2C 或 SPI |
| 驱动芯片 | SSD1306 或 SH1106 |
#### 1.4 电源系统
| 项目 | 规格要求 |
|------|----------|
| 电池类型 | 锂聚合物电池(LiPo) |
| 电池容量 | 300mAh - 500mAh |
| 充电管理 | TP4056 或同等充电IC,支持充放电保护 |
| 充电接口 | Type-C(同时用于充电和串口调试) |
| 电池电压 | 3.7V(需配合LDO或DC-DC稳压到3.3V) |
#### 1.5 按键
| 按键名称 | 功能说明 | 位置要求 |
|----------|----------|----------|
| 电源键 | 开关机控制 | 外壳底部,方便操作 |
| 配网键 | 进入配网/配对模式 | 外壳底部 |
| 预留键 | 预留功能扩展 | 外壳底部|
#### 1.6 无线通信
| 项目 | 规格要求 |
|------|----------|
| 通信协议 | ESP-NOW(基于WiFi 2.4GHz) |
| 天线类型 | **2.4G PCB板载天线 + 外置增益天线接口(IPEX)** |
| 天线增益 | ≥2dBi |
| 备注 | 建议内置陶瓷天线或PCB天线,预留IPEX接口可选外置天线 |
#### 1.7 调试接口
| 项目 | 规格要求 |
|------|----------|
| 接口类型 | Type-C |
| 功能 | USB转串口(CH340/CP2102)+ 充电 |
| 波特率 | 115200bps |
#### 1.8 外壳与佩戴
| 项目 | 规格要求 |
|------|----------|
| 外壳材质 | 3D打印(PLA/树脂均可) |
| 外形尺寸 | 适合手腕佩戴,建议40mm×40mm×15mm以内 |
| 腕带 | 标准20mm或22mm表带接口,配硅胶表带 |
| 防护等级 | 日常防水(非潜水级别) |
#### 1.9 引脚分配建议
```
ESP32 引脚分配:
├── I2C (MAX30102 + OLED共用)
│ ├── SDA: GPIO21
│ └── SCL: GPIO22
├── 按键
│ ├── 电源键: GPIO0 (Boot按键复用)
│ ├── 配网键: GPIO35
│ └── 预留键: GPIO34
├── OLED (如使用SPI接口)
│ ├── MOSI: GPIO23
│ ├── SCLK: GPIO18
│ ├── CS: GPIO5
│ ├── DC: GPIO16
│ └── RST: GPIO17
├── 电源
│ ├── 电池电压检测: GPIO36 (ADC)
│ └── 充电状态检测: GPIO39
└── Type-C: USB转串口
```
---
### 二、网关设备(数量:1套)
#### 2.1 主控芯片
| 项目 | 规格要求 |
|------|----------|
| 芯片型号 | ESP32-WROOM-32 或 ESP32-DevKitC |
| 主频 | 240MHz |
| Flash | ≥4MB |
#### 2.2 无线通信
| 项目 | 规格要求 |
|------|----------|
| 通信协议 | ESP-NOW(基于WiFi 2.4GHz) |
| 天线类型 | **外置2.4G增益天线(SMA接口)** ,确保网关和手表间实现百米内稳定通信|
| 天线增益 | ≥3dBi |
#### 2.3 串口通信
| 项目 | 规格要求 |
|------|----------|
| 接口类型 | Type-C 或 Micro-USB |
| 芯片 | CH340 或 CP2102 USB转串口芯片 |
| 波特率 | 115200bps |
| 供电 | 通过USB 5V供电(无需电池) |
#### 2.4 按键
| 按键名称 | 功能说明 |
|----------|----------|
| 复位键 | 系统复位 |
| Boot键 | 固件烧录模式 |
#### 2.5 外壳
| 项目 | 规格要求 |
|------|----------|
| 外壳材质 | 3D打印(PLA/树脂均可) |
| 外形尺寸 | 紧凑型,方便桌面放置 |
| 开孔 | USB接口、天线接口、指示灯可见 |
#### 2.6 其他
- **无需显示屏**
- **无需电池**
- 可选:电源指示灯、数据收发指示灯
---
## 【技术规格汇总】
| 设备 | 数量 | 主控 | 显示 | 电池 | 天线 | 传感器 | 外壳 |
|------|------|------|------|------|------|--------|------|
| 手表终端 | 2套 | ESP32 | OLED | 锂电池+Type-C充电 | 内置增益天线 | MAX30102 | 3D打印+腕带 |
| 网关设备 | 1套 | ESP32 | 无 | 无(USB供电) | 外置SMA天线 | 无 | 3D打印 |
---
## 【验收标准】
### 手表终端
1. ✅ 能正常开关机
2. ✅ Type-C接口可正常充电和串口通信
3. ✅ OLED屏幕可正常点亮显示
4. ✅ MAX30102传感器可正常读取数据(I2C通信正常)
5. ✅ 三个按键功能正常
6. ✅ ESP-NOW无线通信正常,可与网关配对
7. ✅ 外壳组装完整,可佩戴于手腕
### 网关设备
1. ✅ USB插入电脑可识别串口
2. ✅ 串口通信正常(115200波特率)
3. ✅ ESP-NOW无线通信正常,可与手表终端配对
4. ✅ 外置天线安装正常
5. ✅ 外壳组装完整
---
## 【交付清单】
| 序号 | 交付物 | 数量 | 格式 |
|------|--------|------|------|
| 1 | 手表终端成品(含腕带、已组装) | 2套 | 实物 |
| 2 | 网关设备成品(含外置天线、已组装) | 1套 | 实物 |
| 3 | 手表终端原理图 | 1份 | PDF |
| 4 | 网关设备原理图 | 1份 | PDF |
| 5 | 手表终端PCB文件 | 1份 | Gerber |
| 6 | 网关设备PCB文件 | 1份 | Gerber |
| 7 | 手表外壳3D模型 | 1份 | STL |
| 8 | 网关外壳3D模型 | 1份 | STL |
| 9 | BOM清单 | 1份 | Excel |
---
## 【预算与周期】
| 项目 | 说明 |
|------|------|
| 预算范围 | 初步预算 *开通会员可解锁* 元(视实际方案调整) |
| 交付周期 | 10个工作日 |
| 沟通方式 | 平台内沟通 |
---
## 【补充说明】
1. **固件由我方提供**,服务商只需完成硬件制作和组装调试
2. 手表终端的OLED屏幕和MAX30102传感器可由服务商代为焊接连接
3. 如有更优的元器件选型建议,欢迎沟通
4. 优先选择有穿戴设备开发经验的服务商
5. 请在报价中注明各部分费用明细(PCB打样、元器件、3D打印、组装调试等)
---
## 【参考图片】
(如有参考外观设计图片,可在此处附上)
---
**期待与您合作!**