# SMiTSense足部压力传感器DLL分析报告 ## 概述 本文档分析了`SMiTSenseUsb-F3.0.dll`和`SMiTSenseUsb-F3.0.lib`文件,并提供了Python调用接口的实现。 ## DLL文件分析 ### 文件信息 - **DLL文件**: `SMiTSenseUsb-F3.0.dll` - **库文件**: `SMiTSenseUsb-F3.0.lib` - **版本**: F3.0 - **用途**: SMiTSense足部压力传感器USB通信驱动 ### 导出函数列表 通过分析`.lib`文件,发现以下导出函数: | 函数名 | 功能描述 | 参数说明 | |--------|----------|----------| | `fpms_usb_init` | 初始化USB连接 | 无参数 | | `fpms_usb_get_device_list` | 获取设备列表 | 设备数量指针 | | `fpms_usb_open` | 打开指定设备 | 设备ID | | `fpms_usb_close` | 关闭设备连接 | 设备句柄 | | `fpms_usb_read_frame` | 读取压力数据帧 | 设备句柄、数据缓冲区、传感器数量 | | `fpms_usb_get_sensitivity` | 获取传感器灵敏度 | 设备句柄、灵敏度指针 | | `fpms_usb_config_sensitivity` | 配置传感器灵敏度 | 设备句柄、灵敏度值 | ### 函数调用流程 ``` 1. fpms_usb_init() // 初始化USB子系统 2. fpms_usb_get_device_list() // 获取可用设备 3. fpms_usb_open() // 打开设备 4. fpms_usb_get_sensitivity() // 获取当前灵敏度(可选) 5. fpms_usb_config_sensitivity() // 设置灵敏度(可选) 6. fpms_usb_read_frame() // 循环读取压力数据 7. fpms_usb_close() // 关闭设备 ``` ## Python接口实现 ### 核心类:SMiTSensePressureSensor ```python class SMiTSensePressureSensor: def __init__(self, dll_path=None) def initialize(self) def get_device_list() def connect(self, device_id=0) def disconnect(self) def read_pressure_data(self, sensor_count=16) def get_sensitivity() def set_sensitivity(self, sensitivity_value) def get_foot_pressure_zones(self, pressure_data) ``` ### 使用示例 ```python from test_smitsense_dll import SMiTSensePressureSensor # 创建传感器实例 sensor = SMiTSensePressureSensor() # 初始化并连接 if sensor.initialize(): devices = sensor.get_device_list() if devices and sensor.connect(devices[0]): # 读取压力数据 pressure_data = sensor.read_pressure_data() if pressure_data: foot_zones = sensor.get_foot_pressure_zones(pressure_data) print(f"左脚压力: {foot_zones['left_total']}") print(f"右脚压力: {foot_zones['right_total']}") # 断开连接 sensor.disconnect() ``` ## 测试程序说明 ### 1. test_smitsense_dll.py **功能**: 完整的DLL接口封装和测试 **特性**: - 完整的ctypes函数签名定义 - 错误处理和日志记录 - 足部压力区域数据处理 - 设备连接管理 **运行方式**: ```bash python test_smitsense_dll.py ``` ### 2. smitsense_demo.py **功能**: 简化的演示程序 **特性**: - 实时压力监控 - 简单的平衡分析 - 用户友好的界面 - 安全的设备断开 **运行方式**: ```bash python smitsense_demo.py python smitsense_demo.py --help # 查看使用说明 ``` ## 数据格式说明 ### 原始压力数据 - **类型**: float数组 - **长度**: 16个传感器点(可配置) - **单位**: 压力值(具体单位取决于传感器校准) - **频率**: 最高支持约50Hz采样 ### 足部区域数据 ```python { 'left_front': float, # 左脚前部压力 'left_rear': float, # 左脚后部压力 'right_front': float, # 右脚前部压力 'right_rear': float, # 右脚后部压力 'left_total': float, # 左脚总压力 'right_total': float, # 右脚总压力 'total_pressure': float, # 总压力 'raw_data': list # 原始16点数据 } ``` ### 传感器布局假设 ``` 左脚布局: 右脚布局: [0] [1] [8] [9] [2] [3] [10] [11] [4] [5] [12] [13] [6] [7] [14] [15] 前部 后部 前部 后部 ``` ## 集成到现有系统 ### 替换MockPressureDevice 在`device_manager.py`中,可以用真实的SMiTSense传感器替换模拟设备: ```python # 原代码 self.pressure_device = MockPressureDevice() # 替换为 from tests.test_smitsense_dll import SMiTSensePressureSensor self.pressure_device = SMiTSensePressureSensor() if self.pressure_device.initialize(): devices = self.pressure_device.get_device_list() if devices: self.pressure_device.connect(devices[0]) ``` ### 数据格式适配 需要修改`read_data()`方法以匹配现有的数据格式: ```python def read_data(self): pressure_data = self.pressure_device.read_pressure_data() if pressure_data: foot_zones = self.pressure_device.get_foot_pressure_zones(pressure_data) return { 'foot_pressure': foot_zones, 'timestamp': datetime.now().isoformat(), 'pressure_image': '' # 如需要可生成压力分布图 } return None ``` ## 故障排除 ### 常见问题 1. **DLL加载失败** - 检查DLL文件路径 - 确保系统架构匹配(32位/64位) - 检查依赖的运行时库 2. **设备未找到** - 检查USB连接 - 确认设备驱动已安装 - 检查设备是否被其他程序占用 3. **数据读取失败** - 检查设备连接状态 - 确认传感器校准状态 - 检查USB通信稳定性 4. **函数调用错误** - 检查函数参数类型 - 确认函数调用顺序 - 查看错误码含义 ### 调试建议 1. **启用详细日志** ```python import logging logging.basicConfig(level=logging.DEBUG) ``` 2. **检查返回值** - 所有函数都返回错误码 - 0通常表示成功 - 非0值表示不同的错误类型 3. **使用try-except** - 捕获ctypes相关异常 - 处理设备断开情况 - 记录详细错误信息 ## 性能考虑 ### 采样频率 - **推荐频率**: 20-50Hz - **最大频率**: 约100Hz(取决于USB带宽) - **实际应用**: 根据应用需求调整 ### 内存使用 - **数据缓冲**: 每次读取约64字节(16个float) - **内存泄漏**: 确保正确释放设备句柄 - **垃圾回收**: 定期清理压力数据缓存 ### CPU占用 - **主要开销**: USB通信和数据转换 - **优化建议**: 使用独立线程进行数据采集 - **批处理**: 可考虑批量读取多帧数据 ## 扩展功能 ### 可能的增强 1. **数据滤波**: 实现低通滤波减少噪声 2. **校准功能**: 自动零点校准和增益调整 3. **数据记录**: 保存压力数据到文件 4. **可视化**: 实时压力分布图显示 5. **多设备**: 支持同时连接多个传感器 ### 与现有系统集成 1. **WebSocket推流**: 集成到现有的实时数据推流 2. **数据库存储**: 保存压力数据到SQLite 3. **前端显示**: 在Vue界面中显示压力分布 4. **报告生成**: 包含压力分析的PDF报告 ## 总结 SMiTSenseUsb-F3.0.dll提供了完整的足部压力传感器接口,通过Python ctypes可以实现有效的调用。测试程序验证了基本功能,可以作为集成到现有平衡体态检测系统的基础。 建议在实际部署前进行充分的硬件测试,确保传感器校准准确,数据采集稳定。