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