任务详情
身高体重采集与传输PCB 板
一、项目概要
- 项目名称:身高/体重数据采集与通信控制板(以下简称“控制板”)采购与定制开发
- 目标:设计、制造并交付能接收身高传感器与重量传感器信号、完成放大/滤波/模数转换、通过有线/无线链路上传给上位机并支持远程固件升级的控制板;板上须预留/支持7英寸显示屏、打印机、喇叭外接接口。
- 备注:可以提供一家竞品的主板-这家主板有一些问题(比如他们采用的AX712的芯片有问题)
二、功能与性能要求
1. 传感器接口
- 支持两路高精度模拟输入(来自身高传感器、重量传感器),具备可配置的差分/单端输入、可编程增益、带低噪滤波与断线检测。
- 采样精度:至少 24-bit 等效 ADC 精度,系统噪声及分辨率满足 <0.5 mm(身高)与 <50 g(体重),最终标定由供应商给出证据。
- 采样率:每通道可配置 1–200 SPS(样/秒),具备同步采样能力。
- 支持常见传感器激励:可提供恒流或恒压激励给传感器(如需要)。
2. 模数转换与信号链
- 必须采用 AD7124(Analog Devices)系列 ADC 芯片完成前端放大/ADC 功能(供应商可选 AD7124-8/AD7124-4 等具体型号并说明理由)。
- 前端需包含低漂移可调放大器、输入保护、抗混叠滤波器以及温度测量通道用于补偿。
3. 主控与存储
- 主控 MCU:推荐采用进口高性能 MCU(例如 STMicroelectronics STM32H7 系列 / NXP i.MX RT 系列),至少具备:
- 运行频率 ≥ 200 MHz,
- 足够的外设(SPI/I2C/UART/USB/Ethernet RMII 或 MII / SDIO / Quad-SPI),
- 充足 RAM/Flash 以支撑固件及 OTA(建议 Flash ≥ 8 MB,RAM ≥ 512 KB,具体视方案而定)。
- 外部非易失存储:SPI NOR Flash(用于固件存储与远程升级),容量建议 16–64 MB(进口品牌如 Macronix / Winbond / Micron)。
- 可选:外接 eMMC/SD 卡 插槽(用于日志存储与数据导出)。
4. 无线与有线通信
- Wi-Fi:支持 IEEE 802.11 b/g/n(2.4 GHz)及选配 802.11ac (5 GHz)方案,支持 WPA2/WPA3,支持 AP/STA 模式,提供模块化 Wi-Fi 模块或芯片。
- 蓝牙:支持 Bluetooth 5.x(BLE),与 Wi‑Fi 可集成(Wi‑Fi+BT combo 模块优先)。
- LAN:支持以太网 10/100 Mbps,采用独立以太网 PHY(RMII 接口),并包含 RJ45 带磁插座。
- 远程升级(OTA):支持通过 Wi-Fi / LAN / 串口 下发固件,具备完整的回滚机制与加密签名校验(供应商需实现安全升级策略)。
- 上位机协议:支持 TCP/IP(IPv4)、HTTP/HTTPS、MQTT(可选),并支持串口 Modbus RTU/TCP。
5. 人机接口与外设
- 显示屏:提供 7 英寸显示屏接口(可支持 RGB parallel / MIPI DSI / LVDS,最终接口由中标方与采购方确认),预留触摸屏(电容/电阻)接口及供电。
- 打印机:支持串口 TTL 或 USB 打印机外接,可选美松打印机或同类型打印机,需提供打印接口电源与串口驱动。
- 喇叭:驱动接口输出(模拟音频输出与功率放大器驱动,如 1–3W),支持 PWM 或 I2S 音频输出。
- USB:提供 USB Host(用于外接打印机/存储)与 USB Device(用于调试/数据导出)。
- LED/按键:提供状态 LED、复位按键、升级按键等人机信号。
6. 电源与环境
- 电源输入:DC 9–24 V(或采购方确定的电源规格);板内设计多路稳压供电(5V/3.3V/1.2V 等)。
- 功耗:待供应商评估并给出典型/峰值功耗。
- 工作环境:温度 0°C 至 +60°C(工业级;如需更宽工作温度,需在投标时注明)。
- EMC/安全:产品需满足 CE/FCC 或国内等效 EMC 要求,具备电气安全设计(隔离、浪涌保护、过流保护等)。
7. 机械与可扩展性
- PCB 尺寸、安装孔位按采购方规格(甲方会提供尺寸建议)。
- 预留扩展接口(例如 2×10 排针或 USB/PCIe 供扩展模块),以便未来添加传感器或通信模块。
三、软件与固件
- 驱动与协议栈:提供主控固件、通信协议实现(TCP/HTTP/MQTT/Modbus)、Wi-Fi/Bluetooth 驱动、OTA 更新模块。
- 上位机接口:提供API 文档(REST 或 TCP),并给出 Windows/Linux 下的示例客户端或 SDK。
- UI:若供应方提供屏幕界面,需交付基本的 UI 演示(测量界面、历史记录、网络配置、升级界面)。
- 安全性:固件签名、TLS 支持、Wi-Fi 密码保护、设备认证机制(具体在招标中可要求)。
四、测试、校准与验收
- 测试:整机功能测试、通信测试(Wi-Fi/LAN/BLE)、热测试、EMC 预检测、老化测试(72 小时或采购方指定)。
- 校准:交付时须提供身高、体重传感器的校准方法与校准系数表,及至少 3 组校准曲线/数据。
- 文档:提供电路原理图、BOM(禁售/替代件标注)、PCB 布局图(出厂保密级别可协商)、固件源代码(或二进制+API文档)、测试报告、用户手册、维护手册。
- 保修:至少 12 个月整机质保期(含关键元器件),并列出售后响应时间与支持机制。
五、交付与时间表(示例)
- 原型/样机交付:合同签订后 8–12 周内交付样机(2块测试板)。
- 试产交付:样机验收通过后 4–6 周内提交试产样品。
- 批量交付:试产确认后按采购方排期交付批量产品(按月/分批交付)。
- 文档与源代码:样机交付同时提供文档、测试报告与必要的源代码/固件。
六、验收标准与评分(示例)
- 同一个人测量10次,身高、体重数据误差在合理范围内 ±0.5cm, 0.1kg
- 质量与测试(20%):测试用例、测试报告、校准精度、寿命/老化结果。
七、专门要求
- 强制:前端必须采用 AD7124(指明具体型号并在技术方案中说明连接方式、采样配置与滤波策略)。
- 所有关键芯片优先采用进口知名品牌(Analog Devices、STMicroelectronics、NXP、Texas Instruments、Broadcom/Infineon、Microchip、Qualcomm、Macronix/Winbond/Micron 等),并在投标文件中提供原厂规格书与产地说明。
- 提供样机时须带运行演示(现场或远程),并提交软硬件源代码或相应知识产权说明。
八、主要交付物
- 硬件:样机与批量控制板、必要的转接线、7" 显示总成(若合同约定)、测试夹具(如有)。
- 软件:固件、升级工具、上位机 SDK/API、客户端演示程序。
- 文档:硬件开发文档、BOM(含替代料)、Gerber、生产资料、测试计划与报告、校准证书。
- 培训:技术交接与 1–2 次培训(现场或远程)。
九、投标文件要求
- 技术方案(硬件架构、关键芯片选型、电路框图、软件模块划分)。
- 样机开发计划与时间表。
- 商业报价(含分项成本、单价、保修与售后费用)。
- 公司资质、类似项目经验、主要技术人员名单与简历。
- 质量认证与测试能力说明。
附:建议的“主要芯片/模块清单”(仅列出关键件,供投标方参考,可替换为等效进口件并在投标时说明)
- 高精度 ADC / 前端
- Analog Devices AD7124-8 或 AD7124-4(主 ADC / 放大与滤波)
- 前端运放(低漂移):Analog Devices ADA4528 / Texas Instruments OPA197(若做前级缓冲/滤波)
- 主控 MCU(任选其一,投标方需说明选择理由)
- STMicroelectronics STM32H743 / STM32H750(Cortex-M7 / 高性能)
- 或 NXP i.MX RT1170(Cortex-M7 with richer外设)
- 或 Microchip SAME54(视资源需求)
- 无线(Wi‑Fi + Bluetooth combo 模块,优先工业级进口模块)
- Infineon/Cypress CYW43455 或 Broadcom BCM4345(Wi‑Fi+BT combo)
- 或 Qualcomm QCA 无线模块(按供应可用性)
- 或模块级选择:Murata 或 Laird/Amphenol 的 Wi‑Fi+BT 模块(带原厂 RF 认证更省事)
- 以太网 PHY
- Microchip LAN8720A 或 Texas Instruments DP83848 / DP83867(以太网 10/100 PHY)
- 存储与引导
- SPI NOR Flash:Winbond W25Q128 (16MB) 或 Macronix MX25L128 等
- 可选 NAND/eMMC:Micron / Samsung(若需要大量日志存储)
- 电源管理
- DC-DC 转换器:Texas Instruments TPS5430(或 TI/Analog Devices 的工业级 PMIC)
- LDOs:TI TLV700/LD3985 或 ADI 低噪 LDO(用于 ADC 参考与模拟供电)
- USB 与外设接口芯片
- USB Hub(若需):Microchip USB2514 或 TI TUSB8041
- USB PHY:集成于 MCU 或独立 PHY(视 MCU)
- 显示驱动 / 接口
- 若 7" 为 MIPI DSI 屏:选择支持 MIPI DSI 的主控(如 i.MX 系列)
- 触摸控制器:Analog Devices / Atmel / Goodix(电容触摸,例:Goodix GT911)
- 打印机接口
- 串口驱动:MAX3232(电平转换 TTL↔RS232,如需)
- USB Host 支持由 MCU 或 USB Hub 提供
- 音频
- 音频解码/放大:Texas Instruments TAS5721(数字放大器)或 IC 放大器如 PAM8403(小功率)
- 音频 CODEC(若需要):TI TLV320AIC3x 系列
- RTC / 温度传感与补偿
- 实时时钟:Microchip MCP7940N 或 Maxim DS3231(高精度温度补偿 RTC)
- 温度传感器:TI TMP117 或 Analog Devices 精密温度传感器(用于补偿)
- 以太网变压器与 RJ45 插座(带磁性)——常见厂家:Pulse/Bel Fuse
备注:上述芯片为建议清单,投标方可提供等效进口件并在技术方案中标注零件产地、证书与替代方案。所有关键模拟/ADC/参考/电源元件须采用高可靠度件并在样机中验证噪声与漂移性能。