第一章：项目概述与需求分析
各位同学，咱们今天正式开课。
做嵌入式项目，我有个习惯——拿到需求先不急着画板子、写代码。先问自己三个问题：这东西用在哪？要干什么？做到什么程度算好？
这一章，咱们就把低功耗货架系统的「底」摸清楚。
1.1 应用场景：这东西到底用在哪？
你想想看，一个超市、一个仓库、一个便利店，货架上摆满了商品。谁拿走了什么？什么时候拿的？库存还够不够？
传统做法是人工盘点，或者用RFID手持机扫。但人工盘点费时费力，RFID手持机也得有人拿着去扫。
低功耗货架系统要解决的就是这个痛点——让货架自己「说话」。
具体场景包括：
- 零售门店：实时监控商品被拿起、放回的动作，统计热销品
- 仓储物流：追踪高价值小件货物的出入库记录
- 医疗药品柜：记录药品取用时间、频次，防止过期
- 图书馆/档案室：追踪书籍、档案的借阅情况
我在项目中遇到过最典型的场景，是一家连锁便利店。他们每天要花2小时人工盘点货架，还经常漏掉临期商品。用了低功耗货架系统后，盘点时间压缩到10分钟，临期商品提前预警——说白了，省下来的都是利润。
1.2 核心功能需求：它得会什么？
一个货架系统，不能只是个「秤」。它得聪明，得能干实事。
我个人认为，核心功能可以归纳为以下五点：
- 商品识别：能区分货架上放的是什么商品。常用方案是RFID标签或重量传感器+AI识别。
- 状态检测：实时感知商品被拿起、放回、移动。这需要传感器持续工作，但又不能太耗电。
- 数据上报：检测到事件后，通过无线方式（Wi-Fi、BLE、LoRa等）上报到服务器或本地网关。
- 低功耗运行：电池供电，至少撑3个月以上。最好能到1年。
- 远程配置：不用拆货架，就能调整检测灵敏度、上报间隔等参数。
核心要点：功能设计要「够用就好」。别为了炫技加一堆用不上的功能，功耗和成本都会失控。
1.3 性能指标定义：做到什么程度算好？
光说「低功耗」不行，得量化。我习惯把指标分成三类：功耗指标、检测指标、通信指标。
| 指标类别 | 指标名称 | 目标值 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 功耗指标 | 待机电流 | ≤ 5 μA | MCU休眠+传感器断电状态 |
| 功耗指标 | 工作峰值电流 | ≤ 50 mA | 传感器+无线发射瞬间 |
| 功耗指标 | 电池续航 | ≥ 6 个月 | 按每天50次事件计算 |
| 检测指标 | 重量检测精度 | ± 1 g | 用于区分不同商品 |
| 检测指标 | 事件响应延迟 | ≤ 2 秒 | 从拿起商品到上报事件 |
| 通信指标 | 无线通信距离 | ≥ 30 米（室内） | BLE 5.0 典型值 |
| 通信指标 | 数据丢包率 | ≤ 1% | 重传机制保障 |
避坑指南：我曾经在一个项目中，把待机电流目标定到了1 μA以下。结果发现传感器本身的漏电流就超过2 μA了。嗯，这里要注意——指标要基于实际器件选型来定，别拍脑袋。
1.4 系统架构概览：它长什么样？
一个典型的低功耗货架系统，分三层：
- 感知层：每个货架格子装一个传感器节点（MCU+传感器+无线模块+电池）
- 网关层：一个网关管理几十个节点，负责数据汇聚和上传
- 云平台层：接收数据、存储、分析、告警
说白了，就是「端-边-云」的经典架构。但咱们的重点在「端」——那个小小的传感器节点，怎么做到又小又省电又可靠。
1.5 本章小结
这一章咱们把项目的「骨架」搭起来了：
- 应用场景：零售、仓储、医疗、档案
- 核心功能：识别、检测、上报、低功耗、远程配置
- 性能指标：待机5 μA、精度±1 g、延迟2秒、续航6个月
下一章，咱们开始选型——MCU、传感器、无线模块，怎么搭配才能既省钱又省电？
到时候我会分享一个我踩过的坑：选了一款号称「超低功耗」的MCU，结果外设没关干净，待机电流直接翻倍。嗯，咱们下回细聊。