SPlan_Smart_Resistance_Knob.md 13 KB
SPlan控制按钮PCBA功能需求说明书（v1.0）
一、文档核心说明
1. 使用场景
- 本说明书用于公司（需求方）与外包方案商（承接方）的项目对接，明确方案商需完成的开发范围、交付标准（含全套设计文件、CE 认证适配）及协作要求，作为合同附件、项目验收及后续生产的核心依据。
2. 权责边界
需求方（公司）：负责设备外壳结构设计、外壳开模生产、小批量生产供应商对接；主导 CE 认证申报，拥有全部交付物知识产权。
方案商（承接方）：负责核心硬件电路设计、软件固件开发、功能测试验证；需满足 CE 认证技术要求，提交全套设计文件（含 PCB 源文件、固件源码），提供生产技术支持。
二、产品核心功能需求（方案商需实现）
1. 交互功能（滚轮 + 按键）
类似鼠标中键滚轮，即可滚动，又可以按下
滚轮滚动：支持顺时针 / 逆时针滚动，输出连续 “滚动增量信号”；（分辨率待确定）；连续滚动，无卡顿丢步，响应延迟≤50ms。
滚轮按键：支持按压触发，按下输出 “按键信号”、松开输出 “释放信号”。
2. BLE 通信功能
广播与命名规则： ⼴播名称 (Local Name)： SPlan_btn2_xxxx 前缀： SPlanbtn2 后缀： xxxx 为蓝⽛ MAC 地址的最后 4 位（⼤写），⽤于区分多台设备。 ⼴播⾏为：设备在未连接状态下或进⼊配对模式时进⾏⼴播。
进⼊配对： 操作：⽤户⻓按按钮 3秒。 响应：断开当前蓝⽛链路（如有），LED 进⼊快闪状态。
主动断开： 操作：按住旋钮不放，同时向任意⽅向旋转 3 格以上。 响应：LED 红灯闪烁 3 次后熄灭，设备重启并进⼊未连接的⼴播状态。
连接与传输：支持 BLE 广播（间隔 200ms），空旷环境通信距离≥10m；数据传输延迟≤100ms。
通信协议： 电量信息：通过 Bluetooth Battery Service (标准电池服务) 上报电量百分⽐（0-100%）。 交互信息：GATT ⾃定义服务，通信协议格式后续沟通确定。
3. 电源与充电功能（磁吸充电）
锂电池供电：适配 3.7V 可充电聚合物锂电池（容量和型号待定），满电连续使用（滚动 + 按键各 50%）续航≥30 小时， 待机≥21天。
磁吸充电：支持磁吸接口充电，USB电源输入 5V/500mA；具备防反接功能；充电时电磁辐射≤EN 55032 Class B。
4. 状态指示
- LED 指示：单颗RGB LED 通过颜色 / 闪烁模式指示状态。
| 设备状态 (State) | LED颜色 | 闪烁模式 (Pattern) | 备注 |
|---|---|---|---|
| 配对模式 (Pairing) | 蓝色 | 快速闪烁 (5Hz) | 等待设备连接 |
| 已连接 (Connected) | 蓝色 | 常亮2秒后熄灭 | 为省电，连接稳定后熄灭，操作时短暂亮起 |
| 操作反馈 (Action) | 蓝色 | 单次闪烁 | 每次旋转或短按时亮起，确认信号已发送 |
| 低电量 (Low Battery) | 红色 | 呼吸闪烁 (0.5Hz) | 电量 < 20% 时触发 |
| 充电中 (Charging) | 红色 | 常亮 | 连接磁吸充电时 |
| 充电完成 (Charged) | 绿色 | 常亮 | 充满电后 |
5. 低功耗策略
⼀级休眠 (Standby)： 触发条件：蓝⽛已连接，但⽆操作超过 60 秒。 ⾏为：降低蓝⽛连接间隔 (Connection Interval)，LED 熄灭。 唤醒：任意旋转或按键⽴即唤醒（切换回正常连接间隔），⽆延迟。
二级休眠 (Deep Sleep)： 触发条件：蓝⽛断开连接超过 3 分钟，或已连接但在 Standby 状态下超过 30 分钟⽆操作。 ⾏为：关闭蓝⽛射频，系统进⼊极低功耗模式。 唤醒：必须通过“短按”按键唤醒，旋转⽆法唤醒（防⽌误触）。
三、硬件开发需求（方案商需完成）
1. 核心硬件选型与设计
| 模块 | 选型要求 | 设计约束 |
|---|---|---|
| BLE 芯片 | 优先 Nordic nRF54Lxx / nRF52xx ；支持蓝牙 5.0 及以上，低功耗特性。 | 封装适配外壳空间；天线需预留≥3mm 净空区。 |
| 磁吸充电模块 | （公司已有参考型号）磁吸接口：2Pin；充电芯片：TP4054 等同级别。 | 接口适配需求方外壳磁吸结构；提供 3D 尺寸图供外壳适配确认。 |
| 滚轮 / 按键模块 | （公司已有参考型号） | 模块尺寸适配外壳按键行程；支持硬件 / 软件防抖动；提供封装库供 PCB 设计。 |
| 锂电池 | 协助需求方确认电池合规性。 | 电池座预留测试点；保护电路需支持过充 / 过放 / 短路保护（响应≤100ms）。 |
2. PCB 设计要求
尺寸与工艺：直径≤25mm，厚度 1.0-1.6mm，FR-4 材质，沉金工艺。
测试点预留：预留 4 个测试点（VCC/GND/TX/RX）。
文件要求：需提交完整设计源文件及生产文件（详见 “交付物清单”）。
四、软件开发需求（方案商需完成）
1. 固件功能模块
| 模块 | 开发要求 | 交付物关联 |
|---|---|---|
| BLE 协议栈 | 基于 Nordic NCS v2.7.0+ 版本开发，实现发射功率控制（≤10dBm）、信道跳频（EN 300 328）。 | 提交协议栈配置文档、NCS RED 合规声明、完整源码。 |
| 滚轮 / 按键驱动 | 实现滚动数据采集、按键检测、防抖动处理。 | 提交驱动开发文档、配置接口说明、源码（含注释）。 |
| 电源管理 | 实现电量检测、休眠 / 唤醒逻辑（含磁吸充电唤醒）；过温保护（≥60℃降流 / 停充）；充电状态检测。 | 提交电源管理流程图、电量算法说明、源码。 |
| OTA 升级 | 支持 BLE 无线升级，中断电可回滚；升级时发射功率≤10dBm；提供升级工具及操作手册。 | 提交 OTA 工具源码、升级脚本、兼容性声明。 |
2. 兼容性与合规
系统兼容：支持 Windows 10+/Android 7+。
CE 合规：固件需实现 RED 射频参数配置、EMC 抗干扰逻辑；提供源码注释说明合规设计要点。
二次开发支持：源码注释覆盖率≥80%，提供编译环境搭建教程（NCS/GCC 版本说明）。
五、测试与验收要求
1. 测试范围与标准
| 测试类型 | 测试项目 | 验收依据 | 责任方 |
|---|---|---|---|
| CE EMC 测试 | 辐射 / 传导发射、ESD、射频抗扰度、电快速瞬变测试 | 符合 EN 55032 Class B、EN 61000-4 系列；需欧盟公告机构（SGS/TÜV）测试，提供带盖章报告及原始数据。 | 方案商委托测试，提交报告 |
| CE LVD 测试 | 防触电、温升、绝缘电阻、短路保护、爬电距离测试 | 符合 EN 60950-1、EN 61140；公告机构测试，提供带盖章报告及元器件 CE 证书。 | 方案商委托测试，提交报告 |
| CE RED 测试 | 发射功率、频率误差、调制带宽、杂散辐射测试 | 符合 EN 300 328；公告机构测试，提供带盖章报告及协议栈合规声明。 | 方案商委托测试，提交报告 |
| 功能 / 性能测试 | 滚轮 / 按键功能、BLE 通信、续航、充电、低功耗测试 | 功能 100% 达标，通信距离≥10m，续航≥30 小时，休眠功耗≤10μA。 | 方案商自测 + 需求方抽检 |
六、交付物清单（方案商需提交，100% 归属需求方）
1. 硬件设计文件
| 类别 | 具体内容 | 格式要求 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 设计源文件 | 1. 原理图：PDF、Altium .SchDoc；2. PCB Layout：PDF（含各层视图）、Altium .PcbDoc；3. 封装库：.SchLib（原理图库）、.PcbLib（PCB 封装库）；4. 3D 模型：PCB STEP 格式。 | 无加密、无水印，版本为最终量产版 | |
| 生产文件 | 1. Gerber 文件；2. BOM 清单；3. 坐标文件； | Gerber 文件需通过 PCB 厂商兼容性测试；BOM 标注关键元器件替代型号 | |
| CE 相关文件 | 1. EMC/LVD/RED 设计方案：PDF（含布局、接地、滤波、射频配置）；2. 测试报告：公告机构出具的 EMC/LVD/RED 带盖章报告及原始数据；3. 元器件合规证明：BLE 芯片、磁吸接口、充电芯片、电池的 CE 证书复印件 / 厂商声明。 | 设计方案与最终文件一致；证书在有效期内 |
2. 软件与固件文件
| 类别 | 具体内容 | 格式要求 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 完整源码 | 1. 固件源码：基于 NCS 的全部 C/C++ 文件（含 BLE 协议栈、驱动、电源管理、OTA 模块）；2. 工程文件：Visual Studio Code/Nordic Studio 完整工程（含配置、编译脚本）；3. 测试工具源码：OTA 升级工具、串口调试工具源码（若自主开发）。 | 注释覆盖率≥80%，可直接编译（提供编译环境说明）；无第三方版权纠纷 | |
| 辅助文件 | 1. 源码说明：PDF（目录结构、核心函数、参数配置、二次开发指南）；2. 编译输出：.hex/.bin 固件（量产版）、烧录脚本（.bat 批量烧录）；3. OTA 文档：升级操作手册、兼容性说明。 | 烧录脚本支持 Windows 系统；说明文档清晰易懂 |
3. 实物与培训
| 类别 | 具体内容 | 交付要求 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 实物 | 1. 原型机：10 台；2. CE 测试样品：5 台（与量产设备一致）。 | 原型机功能完整；测试治具可正常使用 | |
| 培训与支持 | 1. 培训：硬件调试；2. 技术支持：1 年（电话 / 邮件响应≤24 小时，含生产技术支持、CE 问题排查）。 | 培训内容覆盖设计要点、问题排查；支持期内免费解决设计相关问题 |
七、协作与知识产权
1. 协作机制
沟通频率：定期线上进度会议，方案商提交周报告（含设计进展、CE 合规推进、风险问题）。
生产支持：方案商需在需求方小批量生产期间提供技术支持，解答供应商问题（如 PCB 焊接、固件烧录）。
2. 知识产权
归属：所有交付物（设计文件、PCB 源文件、源码、测试报告）的知识产权 100% 归需求方所有。
限制：方案商不得保留副本、复用或泄露交付物；需出具《无第三方版权声明》。
使用权限：需求方可自由修改、二次开发、委托第三方生产 / 认证，无需通知方案商。