监测概览
教学模拟 · 独立记录,不计入硬件上报与告警
误码率 (BER) 统计 & 奇偶/CRC 选择性校验开关(网页模拟)
SIMULATION 等待模拟接收 ADC: --
教学说明:波形、SNR、ADC 阈值与距离指标包含示意数据,不代表硬件实测;设备配置及 LED 发射尚无硬件确认。
五步分层可视化解码流程(支持课堂点击单步定格讲解) & 五态信号指示灯组
光敏电阻分压电路将手机闪光灯或 STM32 PB7 板载 LED 的光强变化转换为模拟电压,由 STM32 TIM3 触发 ADC1 以 1kHz (1ms) 采样率经 DMA 连续采集,预留鼎阳示波器 CH1 原始噪声波形观测接口。
双通道教学示波器(模拟光强与理论编码时序)
课堂控制变量对比实验 & STM32 双向发射控制
一键切换通信速率(三档T)、光照环境、中值滤波开/关、编码方式与差错校验模式,直观观测波形噪声与误码率变化。
STM32 LED 发射帧与理论波形生成
生成 X1|coding|check|payload 指令与理论波形供联调;当前网页未确认网关执行,手机端提供解码模拟。
大赛级可量化、可测试验收指标与控制变量实测对比表
验收目标 · 待硬件实测| 验收维度 | 量化技术指标要求 | 系统工程实现机制 | 当前统计 / 验收状态 | 状态 |
|---|---|---|---|---|
| 通信距离指标 | 暗光 ≥8m · 自然光 ≥5m · 强光 ≥3m | 高灵敏光敏分压 + 256ms 暗基线漂移跟踪 + 迟滞双阈值比较 | --(尚无距离实测) | 待实测 |
| 通信可靠性指标 | 中低速档解码成功率 ≥98% · 高速档 ≥90% | 1kHz 定时 DMA 采样 + 引导暗段 ≥2T 码元同步 + CRC8/累加和/奇偶检错 | --(待设备上报) | 待实测 |
| 抗干扰与自适应指标 | 常规室内强光直射下稳定解码,无完全失效 | 3点中值滤波滤除毛刺 + 强光阶跃 ≥15T 自动重锁定基线 (Auto-Relock) | --(尚无信噪比与重锁定实测) | 待实测 |
| 速率与编码指标 | 三档可调 (240/120/60ms) · 支持 50% RZ 与双极性编码 | 板载三按键/网页同步切换 T · 支持 OOK / 单极性50%占空比RZ / 双极性曼彻斯特 | T=60/120/240ms · 占空比 50.0% | 待实测 |
| 多级告警响应指标 | SOS 识别响应时间 ≤1s · 邮件推送延迟 ≤3s | 本地蜂鸣器 + Web Speech 语音播报求救 + 网页高亮弹窗 + QQ邮箱 SMTP | --(待告警与邮件验证) | 待实测 |
| 全链路数据可视化指标 | 实时波形、采样数据、校验与误码率日志全程可观测、可保存 | OLED 四行状态 + 网页双通道示波器 + 节点指标卡 + 一键 CSV 导出 | 消息记录可导出;采样波形为教学模拟 | 待实测 |
3.1 硬件模块化六大分区改造 & 鼎阳示波器三路观测接口(课堂拆解教学核心)
适配《信号与系统》《数字通信原理》《单片机原理》光敏电阻 + 分压/跟随电路(PA0),增加暗光/自然光/强光三档实时环境光强量化显示,对应传感器光电转换、模拟信号采集知识点。
STM32 TIM3 1kHz 触发 ADC1 + DMA 逐次采样(引出示波器 CH1 原始噪声波形接口),对应模拟量转数字量、奈奎斯特采样定理、量化误差知识点。
软件 3 点中值滤波 + 256ms 暗基线自适应追踪与 ≥15T 强光阶跃自愈重锁(引出示波器 CH2 滤波平滑波形接口),对应数字滤波、噪声抑制、信噪比提升知识点。
迟滞双阈值电平判别、50% 占空比归零码(RZ50)/双极性曼彻斯特编码、奇偶/累加和/CRC-8 校验(引出示波器 CH3 标准解码方波接口),对应码元同步、基带编码、差错控制知识点。
OLED 四行状态/波形显示、PA3/PA4/PA5 三档速率实验按键、PB7 板载 LED 本地光发射、PB6 蜂鸣器与手机/网页语音播报,对应嵌入式人机交互与收发双向闭环知识点。
ESP-01S Wi-Fi + HTTPS 幂等上报、C1/E1/X1 下行控制、网页高亮弹窗 + QQ 邮箱 SMTP 紧急告警,对应物联网通信协议与异常事件上报机制知识点。
协议参数
摩斯译码计时四元组,服务器 / 网关 / 接收端三端共用。
保存后网关每 30 秒自动拉取并校验 SHA-256 令牌,通过 C1 帧同步至 STM32。
邮件通知
收到有效的 SOS / HELP 消息时发送紧急邮件(延迟 ≤3s)。
测试通知与多级告警演练
创建一条 LIFI TEST OK 记录并发送测试邮件,或模拟触发 SOS 四级联动告警弹窗与语音播报。
课堂演示时可随时点击「演练 SOS 多级声光语音告警」展示弹窗、语音求救与邮件推送全流程。
最近通知
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