硬件集成规格
1. 硬件设备总览
| 设备名称 | 型号 | 通信方式 | 用途 | 必要性 |
|---|---|---|---|---|
| 毫米波雷达 | 云帆WF-RSD系列 | MQTT (Amazon MQ) | 跌倒检测、存在感测 | 核心 |
| 智能手表 | 埃微 | HTTP REST API | 心率监测、步数统计、睡眠监测 | 核心 |
| Luma智能音箱 | 小黄蜂定制款 | HTTP + WebSocket | 语音交互、紧急求助、屏幕显示 | 核心 |
2. 设备详细规格
2.1 毫米波雷达（云帆WF-RSD系列）
- 通信协议：MQTT over TLS，连接到 Amazon MQ（RabbitMQ）
- 数据频率：雷达原始数据 5Hz，事件上报（跌倒/存在感）按需
- MQTT Topic：
- 上报：
/sys/{productKey}/{deviceName}/thing/event/property/post - 订阅：
/sys/{productKey}/{deviceName}/thing/service/property/set
- 上报：
- 设备认证：DeviceName + DeviceSecret（设备证书）
- 实时测量指令：后端可通过 MQTT 下发测量指令，雷达执行后回传数据
- 上报数据格式：
{
"deviceId": "radar_001",
"timestamp": 1713600000000,
"eventType": "fall_detected",
"data": {
"fallConfidence": 0.92,
"inRoom": true,
"distance": 1.8,
"angle": 30,
"height": 0.5
}
}
- 跌倒检测算法：基于点云数据的时间序列分析，阈值触发后上报事件
- 异常处理：
- 设备离线：12小时后触发 Amber Alert
- 数据异常：标记为高风险，等待人工确认
2.2 智能手表（埃微）
- 通信协议：HTTP REST API，支持两种模式
- 正常模式：手表定时（15~30分钟）推送心率、血氧、运动数据至后端 HTTP 接口
- 实时测量模式：后端下发 HTTP 测量指令 → 手表启动实时测量 → 完成后通过 HTTP 接口回传数据
- 数据拉取频率：每小时1次（受API限制10次/小时）
- 数据同步范围：
- 心率：每5分钟采样
- 步数：每日汇总
- 睡眠：每日汇总
- 血氧：（如有设备支持）
- 埃微手表集成：
# 埃微 API 调用
def fetch_ewatris_health_data(device_token: str, date: str) -> dict:
response = requests.get(
f"{settings.EWATRIS_API_ENDPOINT}/health/data",
headers={"Authorization": f"Bearer {device_token}"},
params={"date": date, "dataTypes": "heart_rate,steps,sleep"}
)
return response.json()
- 数据标准化：统一转换为内部健康数据模型
- 异常处理：
- 设备离线：停止数据接收，标记设备状态为离线
- API限流：实现指数退避重试
- 无数据日：记录为空，避免覆盖历史数据
2.3 Luma智能音箱（小黄蜂定制款）
- 通信协议：HTTP REST API（下行）+ WebSocket（上行）
- 设备认证：设备序列号 + 预共享密钥
- 设备屏幕：1280 × 800 px（触摸屏）
- 语音交互：集成 OpenAI Whisper（本地离线唤醒词检测）+ GPT-4o + TTS
- HTTP 下行接口（服务端→设备）：
POST /device/v1/tts- 触发TTS播报POST /device/v1/display- 更新屏幕内容POST /device/v1/alert- 触发紧急告警
- WebSocket 上行接口（设备→服务端）：
- 语音识别结果
- 按钮按下事件
- 心跳（每30秒）
- TTS播报请求：
{
"deviceId": "luma_001",
"command": "tts",
"content": "检测到您可能跌倒，请问是否需要帮助？",
"priority": "high",
"voiceId": "anxious_elder"
}
- WebSocket心跳：
{
"type": "heartbeat",
"deviceId": "luma_001",
"timestamp": 1713600000000,
"status": {
"network": "online",
"battery": 85,
"screen": "locked"
}
}
- 异常处理：
- WebSocket断开：设备自动重连，丢失数据期间事件缓存本地
- 网络离线：设备进入离线模式，本地缓存SOS事件
- TTS播报失败：记录错误，降级为屏幕文字显示
3. 设备状态机
3.1 毫米波雷达状态机
3.2 智能手表状态机
3.3 Luma音箱状态机
4. 设备配网流程
4.1 毫米波雷达配网流程
1. 设备上电 → 进入配网模式（LED蓝灯闪烁）
2. APP扫描设备二维码 → 获取productKey和deviceName
3. APP发送WiFi信息 → 设备连接指定WiFi
4. 设备连接 Amazon MQ → 订阅下行Topic
5. 配网成功 → 设备LED变绿
6. 后台注册设备 → 绑定到对应家庭
4.2 智能手表配网流程
1. 用户在APP输入手表序列号 → 或扫描手表二维码
2. APP调用绑定API → 后台记录deviceToken
3. 后台定时任务 → 每小时拉取手表数据
4. 首次数据拉取成功 → 设备状态变为"已绑定"
4.3 Luma音箱配网流程
1. 设备上电 → 自动进入配网模式
2. APP扫描音箱二维码 → 获取设备序列号
3. APP发送WiFi信息 → 音箱保存配置
4. 音箱连接服务器WebSocket → 建立长连接
5. 配网成功 → 音箱播报"连接成功"
6. 后台注册设备 → 绑定到对应家庭