发布需求
2026-08-05 13:47竞标
2026-08-05 13:59项目开发
验收结案
互相评价
刘 **
1. 项目概述
开发一款基于 ESP32-S3 的工业级嵌入式数据采集终端的原理图与固件（以太网通信 + 低功耗休眠）：
技术形态：主控 ESP32-S3（双核 240MHz，单电源 3.3V）；SPI 外挂以太网控制器（W5500，100M）+ Modbus TCP 协议；SPI 传感器采集 + I2C 辅助测量；QSPI Flash + Octal PSRAM 双存储；PoE 48V / DC 双供电（隔离电源级）；深度休眠低功耗（µA 级休眠电流、周期自动唤醒）；整机 -40~+85°C 工业级。
开发分工（重要）：本需求仅含原理图设计 + 固件开发 + 样机联调（软硬一体，同一团队承接）；PCB Layout 由嘉立创官方 Layout 服务承担，PCB 打样与 SMT 贴片由嘉立创官方承担，中标方配合评审与调试。样机阶段"板子问题 vs 固件问题"的判定与闭环由中标方负责。
2. 需求范围与边界
包含：
原理图设计（完整设计文档 + 评审）
固件开发（按 M0-M5 里程碑，见下）
样机联调与板级验证（样机由嘉立创官方制作，中标方基于样机完成板级适配与软硬联调）
不包含：
PCB Layout 设计（嘉立创官方承担，中标方原理图输出立创EDA 格式源文件直接衔接）
PCB 打样、SMT 贴片（嘉立创官方承担，中标方提供 BOM 与调试支持）
3. 里程碑与验收标准
按 M0-M5 里程碑推进（各阶段验收通过后进入下一阶段；早期里程碑可基于乐鑫官方 ESP32-S3 开发板并行开发，样机到货后完成板级适配）：
| 里程碑 | 内容 | 阶段交付与验收 |
|---|---|---|
| M0 环境搭建 | 开发环境与工程骨架就绪、版本管理、构建-烧录流程脚本化 | 开发板可烧录运行；构建脚本可用 |
| M1 驱动与采集 | 传感器数据采集、上电自检、辅助温度读取、存储读写、以太网驱动 | 样机到货前基于开发板+外设验证；样机后板级适配（电源轨电压/纹波、以太网链路、存储 24h 读写压力测试配合） |
| M2 边缘计算 | 频域分析 + 特征量计算 + 数据压缩编码 | 特征值与参考实现比对一致；编码解码往返一致 |
| M3 网络通信 | 拨出式网关会话、地址获取与静态回退、配置同步、远程命令通道 | 链路协商 100M；网络地址获取与连通验证；实测吞吐 ≥10Mbps；数据读写与命令下发正确 |
| M4 系统集成 | 周期流程、双份冗余存储、积压补传、远程升级/恢复、深度休眠 | 断网续传按序补传无丢失；升级成功与失败回退均验证；远程恢复成功且结果确认上报正确；休眠电流 ≤~15µA |
| M5 数据验证 | 配合用户外协测试平台，采集数据准确性验证 | 标准激励下频率/幅值数据与参考标准一致 |
整体验收口径：全部里程碑验收通过 + 设计文档/测试报告齐套。
一、硬件技术要点（原理图设计要求）
全部器件满足 -40~+85°C 工业级工作温度；多层板设计。叠层与布线规则由嘉立创官方 Layout 服务执行（不在本需求内）；中标方原理图阶段为下述要求预留接口与网络，并将布线相关约束（模拟地分割、隔离带、导热路径、100Ω 差分对等）整理为 Layout 约束清单，随设计文档移交官方 Layout 服务执行：
| 模块 | 要求 |
|---|---|
| 主控 | ESP32-S3（QFN56，双核 240MHz，单电源 3.3V，内置 USB-JTAG）；SPI 资源满足 MEMS 数字信号采集与 SPI 以太网双通道（各占一个 SPI host） |
| 传感器采集（SPI） | MEMS 加速度计（4-wire SPI 数字接口，内置温度传感器）；由独立低噪声 LDO（3.3V）供电 |
| 辅助测量（I2C） | I2C 数字温度芯片 TMP117/TMP116 类（量程 -40~+125°C，精度 ±1°C）；热焊盘网络按器件手册要求连接 |
| 以太网 | SPI 外挂以太网控制器 W5500（100M，集成 MAC+PHY，8 路 socket，自备 25MHz 晶振）；分立网络变压器（磁性）信号隔离；以太网进线口 ESD/TVS 保护；以太网芯片电源路径支持 GPIO 关断（休眠断电） |
| 存储 | 外置 QSPI Flash（32MB 级，固件双分区 + 配置持久化 + 跨周期波形累积）+ 外置 Octal PSRAM（8MB，1.8V，当次暂存/OTA 缓存） |
| 电源 | 双输入源兼容：① 标准 PoE 48V（IEEE 802.3af，PoE PD + Flyback 隔离级预稳压至 5V 中间母线，再降压 3.3V；48V 不得直入主降压级）② 非标 PoE 12-24V DC（网线空闲对 4/5+7/8）；两路径同板设计、肖特基 OR 合流； 或仅② 非标 PoE 12-24V DC（网线空闲对 4/5+7/8） 输入保护（防反接、TVS、过压锁定、自恢复保险）；电源轨：3.3V 主总线（≥300mA）、1.8V PSRAM（≥50mA）、3.3V MEMS 低噪 LDO（独立） |
| 调试 | USB-C 调试口（USB-JTAG/USB-CDC），兼作调试供电（USB 5V 防倒灌接入，与 PoE/DC 路径隔离） |
原理图交付物：立创EDA 格式原理图源文件（必需，衔接嘉立创官方 Layout）+ PDF + BOM（含料号/封装/采购等级）+ 位号图 + 设计文档（引脚锁定表、电源树说明、评审记录、Layout 约束清单）。
二、固件技术要点（业务目标）
主控平台：ESP32-S3（硬件已锁定，见硬件技术要点）；需求方已有流程逻辑，固件实现方式（开发框架、任务架构、协议栈实现等）由中标方与需求方进行讨论后确定，本需求仅约束业务行为与验收标准：
周期测量与边缘计算：设备按三类周期自动工作——① 边缘计算周期（每 3 分钟固定）：测量 + 就地计算特征量并上报，平台阈值越限时加传当次原始波形；② 定时采集周期（≥30 分钟平台可配置）：仅采集上传原始波形；③ 立即采集：平台命令随会话送达即刻执行一轮测量。每轮流程涵盖加载配置、检查远程命令、同步配置、测量上报、深度休眠等环节；任何环节异常不阻塞周期推进、测量不中断。
测量内容：每轮测量产出三轴传感器数据 + 辅助温度 + 就地计算的特征量；启动自检，异常可上报。
配置管理：采样规格等配置由平台逐台下发、掉电保持；在线时当次会话即刻生效、离线时下次会话送达；每次会话平台重推配置，保证任何情况下最终一致。
数据保障：测量数据上报成功后清除，未上报数据本地持久保存（积压队列）；断网期间测量与就地计算照常执行，联网后按产生顺序补传（每次补传限时 5 分钟）；积压超容量时丢弃最旧并上报告警；关键数据（配置等）在双份独立存储介质各存一份、单份损坏自动恢复；存储介质故障时降级工作（容量缩减、功能不丢）、恢复后自动还原；测量不因网络或存储介质故障中断。
网络通信（拨出式）：每周期唤醒后主动连接工业网关（连接建立即宣告在线），数据上报、配置同步、升级/恢复命令均在会话内完成；支持自动获取网络地址，失败时回退出厂预置唯一静态地址（按设备序列号派生，无需现场逐台配置）；平台可读取设备状态（含版本、存储健康、积压情况）并下发命令。
远程升级与恢复：支持远程升级固件——升级数据完整性校验（校验失败不生效、保持原版本）、新固件异常自动回退上一可用版本、升级不丢失本地数据；支持平台远程触发出厂恢复（恢复固件、重置配置、清空数据）；升级/恢复以重启收尾，重启后首个周期上报固件版本号/恢复结果供平台确认。
低功耗：深度休眠（≥2 分钟，自动定时唤醒），目标休眠电流 ~15µA；休眠前自动完成未上报数据转存与通信模块断电，唤醒后通信链路自动恢复。
三、样机联调
中标方基于嘉立创官方制作的样机完成板级适配与软硬联调（电源轨电压/纹波验证、以太网链路、存储 24 小时读写压力测试等），负责"板子问题 vs 固件问题"的判定与闭环。
四、交付物清单
五、服务商要求
软硬一体团队：原理图与固件由同一团队承接（不接受分属两家）；能独立完成板卡调试验证。
经验要求（加分项）：ESP32-S3 项目经验；MEMS 传感器/SPI 批量采集经验优先。
协作要求：接受嘉立创官方承担 PCB Layout 与打样/SMT 的分工模式；配合原理图评审（含用户与嘉立创官方 Layout 服务衔接）；按 M0-M5 里程碑汇报进度、分阶段验收。