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# Rader_Success_5 - ESP32 雷达数据采集与传输系统
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## 项目简介
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本项目是一个基于 ESP32 的智能雷达数据采集与传输系统，通过 R60ABD1 雷达传感器采集人体生命体征数据，并通过蓝牙（BLE）与小程序交互，同时支持 WiFi 连接将数据上传到云服务器数据库。
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## 主要功能
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### 1. 雷达数据采集
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- **人体存在检测**：实时检测区域内是否有人
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- **心率监测**：监测人体心率（BPM）
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- **呼吸率监测**：监测人体呼吸频率
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- **睡眠监测**：监测睡眠状态（清醒/浅睡/深睡/REM）
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- **运动检测**：检测人体运动状态
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- **距离测量**：测量人体与设备的距离
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- **睡眠质量评分**：提供睡眠质量评估
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### 2. 蓝牙通信（BLE）
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- 设备配置与管理
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- WiFi 网络扫描与配置
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- 设备状态查询
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- 雷达数据实时查询
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- 持续数据发送模式
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- 设备 ID 设置
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### 3. WiFi 连接
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- 自动 WiFi 连接与重连
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- 支持多 WiFi 网络配置（最多 10 个）
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- 网络信号强度检测
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- 网络状态监控
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### 4. 数据上传
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- 将雷达数据上传到 InfluxDB 云数据库
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- 支持每日数据汇总
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- 支持睡眠数据专项上传
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## 硬件配置
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### 主控芯片
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- **ESP32**：双核微控制器，支持 WiFi 和 BLE
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### 雷达传感器
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- **型号**：R60ABD1
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- **通信接口**：UART
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- **检测范围**：人体存在、心率、呼吸率、睡眠状态等
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### 引脚定义
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| 引脚 | 功能 | 说明 |
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|------|------|------|
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| GPIO 0 | Boot 按钮 | 配置清除按钮 |
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| GPIO 48 | 网络状态 LED | 指示网络连接状态 |
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| GPIO 4 | 配置清除 LED | 指示配置清除状态 |
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| GPIO 8 | 自定义 GPIO | 用户自定义功能 |
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| GPIO 9 | 自定义 GPIO | 用户自定义功能 |
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### LED 状态指示
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| 状态 | LED 行为 | 说明 |
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|------|----------|------|
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| 初始化/未连接 | 慢闪（1秒间隔） | 正在初始化或未连接网络 |
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| 连接中 | 快闪（200ms间隔） | 正在连接 WiFi |
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| 已连接 | 呼吸灯 | WiFi 已连接 |
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| 断开连接 | 慢闪（1秒间隔） | WiFi 断开连接 |
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## 软件架构
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### 核心模块
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#### 1. RadarManager（雷达管理器）
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- 雷达数据采集与解析
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- UART 通信管理
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- 数据队列管理
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- BLE 数据发送
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#### 2. WiFiManager（WiFi 管理器）
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- WiFi 网络扫描
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- WiFi 连接管理
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- 配置存储与加载
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- 自动重连机制
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#### 3. 主程序（main.cpp）
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- 任务调度与管理
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- LED 状态控制
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- 按钮监控
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- 系统初始化
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### FreeRTOS 任务
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| 任务名称 | 功能 | 优先级 |
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|----------|------|--------|
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| uartProcessTask | UART 数据处理 | 高 |
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| radarDataTask | 雷达数据处理 | 高 |
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| bleSendTask | BLE 数据发送 | 中 |
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| vitalSendTask | 生命体征数据发送 | 中 |
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| wifiMonitorTask | WiFi 状态监控 | 中 |
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| ledControlTask | LED 状态控制 | 低 |
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| bootButtonMonitorTask | 按钮监控 | 低 |
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| configClearLedTask | 配置清除 LED 控制 | 低 |
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## BLE API 文档
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详细的 BLE API 文档请参考 [BLE_API.md](BLE_API.md)
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### 主要 API 命令
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- `scanWiFi` - 扫描 WiFi 网络
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- `getSavedNetworks` - 获取已保存的 WiFi 网络
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- `setWiFiConfig` - 配置 WiFi 网络
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- `queryStatus` - 查询设备状态
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- `setDeviceId` - 设置设备 ID
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- `startContinuousSend` - 启动持续发送
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- `stopContinuousSend` - 停止持续发送
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- `queryRadarData` - 查询雷达数据
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- `echo` - 回显测试
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### BLE 连接参数
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- **服务 UUID**: `a8c1e5c0-3d5d-4a9d-8d5e-7c8b6a4e2f1a`
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- **特征值 UUID**: `beb5483e-36e1-4688-b7f5-ea07361b26a8`
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- **分包大小**: 20 字节/包
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- **数据格式**: JSON（UTF-8 编码）
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## 数据结构
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### 传感器数据（SensorData）
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```cpp
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typedef struct {
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float breath_rate; // 呼吸率
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float heart_rate; // 心率
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uint8_t breath_valid; // 呼吸率有效标志
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uint8_t heart_valid; // 心率有效标志
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uint8_t presence; // 存在状态
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uint8_t motion; // 运动状态
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int heartbeat_waveform; // 心跳波形
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int breathing_waveform; // 呼吸波形
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uint16_t distance; // 距离
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uint8_t sleep_state; // 睡眠状态
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uint32_t sleep_time; // 睡眠时长
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uint8_t sleep_score; // 睡眠评分
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// ... 更多字段
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} SensorData;
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```
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### 睡眠状态定义
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| 值 | 状态 | 说明 |
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|----|------|------|
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| 0 | 清醒 | 处于清醒状态 |
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| 1 | 浅睡 | 处于浅度睡眠 |
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| 2 | 深睡 | 处于深度睡眠 |
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| 3 | REM | 快速眼动睡眠 |
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## 配置管理
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### 设备 ID
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- **有效范围**：1000-1999
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- **存储位置**：ESP32 Flash（Preferences）
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- **默认值**：0000（未设置）
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### WiFi 配置
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- **最大保存数量**：10 个网络
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- **最小信号强度**：-200 dBm
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- **连接超时**：15 秒
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- **重连间隔**：2 秒
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### 配置清除
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- **触发方式**：启动时按住 Boot 按钮 3 秒
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- **清除内容**：所有 WiFi 配置和设备 ID
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- **LED 指示**：呼吸灯模式
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## 编译与烧录
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### 开发环境
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- **IDE**：Arduino IDE 2.x
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- **框架**：Arduino ESP32
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- **编译器**：GCC for ESP32
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### 依赖库
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- `Arduino.h` - Arduino 核心库
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- `WiFi.h` - WiFi 功能库
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- `BLEDevice.h` - BLE 功能库
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- `ArduinoJson.h` - JSON 处理库
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- `Preferences.h` - Flash 存储库
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- `HTTPClient.h` - HTTP 客户端库
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### 编译步骤
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1. 使用 Arduino IDE 打开项目
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2. 选择开发板：ESP32 Dev Module
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3. 选择正确的串口
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4. 点击"上传"按钮编译并烧录
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## 使用说明
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### 首次使用
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1. 上电启动设备
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2. 通过手机蓝牙连接设备
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3. 使用小程序扫描 WiFi 网络
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4. 配置 WiFi 连接信息
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5. 设置设备 ID（可选）
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6. 设备自动连接 WiFi 并开始上传数据
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### 日常使用
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1. 设备自动连接已保存的 WiFi
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2. 雷达数据实时采集
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3. 数据自动上传到云服务器
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4. 可通过 BLE 查询设备状态和雷达数据
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### 配置清除
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1. 断电重启设备
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2. 按住 Boot 按钮不放
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3. 上电后保持按住 3 秒
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4. 配置清除 LED 呼吸闪烁
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5. 释放按钮，配置已清除
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## 项目结构
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Rader_Success_5/
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├── src/
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│ ├── main.cpp # 主程序
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│ ├── radar_manager.cpp # 雷达管理器实现
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│ ├── radar_manager.h # 雷达管理器头文件
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│ ├── wifi_manager.cpp # WiFi 管理器实现
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│ └── wifi_manager.h # WiFi 管理器头文件
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├── BLE_API.md # BLE API 文档
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├── 传感器数据.txt # 传感器数据说明
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└── README.md # 项目说明文档
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```
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## 技术特点
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1. **模块化设计**：雷达管理和 WiFi 管理分离，便于维护和扩展
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2. **多任务处理**：使用 FreeRTOS 实现多任务并发处理
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3. **队列通信**：使用 FreeRTOS 队列实现任务间数据传递
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4. **流控机制**：BLE 数据发送采用流控，避免数据拥塞
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5. **自动重连**：WiFi 断开后自动重连，提高系统稳定性
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6. **Flash 存储**：使用 Preferences 持久化存储配置信息
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7. **LED 状态指示**：直观的 LED 状态显示，便于用户了解设备状态
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## 注意事项
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1. **WiFi 限制**：仅支持 2.4GHz WiFi 网络
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2. **BLE 连接**：一次只能连接一个 BLE 客户端
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3. **数据上传**：需要确保 WiFi 连接正常才能上传数据
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4. **设备 ID**：必须在有效范围内（1000-1999）
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5. **配置清除**：清除配置后需要重新配置 WiFi 和设备 ID
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6. **雷达安装**：建议安装在床铺正上方，距离 1-2 米
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## 版本历史
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| 版本 | 日期 | 说明 |
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| 5.0 | 2025-02-28 | 第5版，重构代码结构，添加雷达和 WiFi 管理器模块 |
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## 许可证
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本项目仅供学习和研究使用。
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## 联系方式
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如有问题或建议，请联系项目维护者。
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**项目地址**：http://lmhrt.cn:6771/ming/Rader_Success_5.git
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