《2025 DigiKey AI应用创意挑战赛》基于树莓派的生物医学实验平台
本帖最后由 哈佛祖安智 于 2026-2-1 20:34 编辑## 一、项目名称
基于树莓派的生物医学实验平台
## 二、项目概述
本次创意挑战赛使用Raspberry Pi 5与ad9833模块、 Raspberry Pi Pico W构建了在生物医学相关实验中经常使用的微弱电流激励信号源，其中树莓派5在DigiKey平台上购买。
## 三、作品实物图
!(https://www.eefocus.com/forum/data/attachment/forum/202602/01/202547smairrq1rbbmleh8.png)
!(https://www.eefocus.com/forum/data/attachment/forum/202602/01/202610udtdl6p9w14eqfyw.png)
**功能特点**
直观的Web界面：现代化的响应式设计，支持手机和平板
实时状态监控：自动刷新设备状态
完整的控制功能：
频率设置（0-12.5MHz）
波形选择（正弦波、方波1、方波2、三角波）
输出开关控制
设备测试、重置功能
操作日志：记录所有操作和系统消息
连接管理：支持动态IP地址和端口配置
错误处理：完善的错误提示和恢复机制
自动重连：网络中断时自动尝试重新连接
## 四、工作流程图
总体流程：
!(https://www.eefocus.com/forum/data/attachment/forum/202602/01/202646kwkwqe7iiwfzwnea.png)
AD9833信号激励模块控制：
!(https://www.eefocus.com/forum/data/attachment/forum/202602/01/202746n6tp580ntzsrfnse.png)
TCP服务器：使用5000端口，支持多客户端连接（一次一个）
支持的命令：
HELP 或 ? - 显示命令帮助
STATUS - 显示当前设置状态
ON/OFF - 启用/禁用AD9833输出
FREQ=<频率值> - 设置输出频率（0-12500000 Hz）
WAVE=<波形类型> - 设置波形类型
RESET - 重置为默认设置
波形类型：
SINE - 正弦波
SQUARE1 - 方波1
SQUARE2 - 方波2
TRIANGLE - 三角波
## 五、环境说明
**硬件**
**Raspberry Pi Pico W**是一款带有无线功能的微控制器板，集成了 RP2040 芯片并提供了 Wi-Fi 和蓝牙功能。
主要特色：
双核 Arm Cortex M0+ 处理器，时钟频率高达 133 MHz，提供强劲的计算能力 。
264KB 的 SRAM 和 2MB 的板载闪存，为应用程序和数据存储提供了充足的空间。
支持 2.4GHz IEEE 802.11b/g/n 无线局域网和蓝牙 5.2，内置了 ABRACON 授权的板载天线，无需额外的天线即可使用无线功能 。
提供了 26 个多功能 GPIO 引脚，支持数字输入输出以及模拟输入，便于连接各种外部设备。
板载 USB 1.1（设备或主机），支持从 USB 接口供电和数据传输。
设计有低功耗睡眠和休眠模式，适合电池供电的便携式项目。
支持通过 USB 接口使用大容量存储器进行拖放编程，简化了程序的加载过程。
提供了丰富的通信协议支持，包括 SPI、I2C、UART，以及可编程 I/O (PIO) 状态机，为定制硬件接口提供了灵活性。
**树莓派5**采用运行频率为2.4GHz的64位四核Arm Cortex-A76处理器，与树莓派4相比，CPU性能提高了2至3倍。此外图形性能也较800MHz VideoCore VII GPU大幅提升；通过HDMI双4Kp60显示输出；以及重新设计架构的树莓派图像信号处理器提供的最先进的摄像头支持，它为消费者提供了流畅的桌面体验，并为工业客户打开了新应用程序的大门。
这是第一次，这是一台全尺寸的树莓派计算机，使用树莓派内部构建的芯片。RP1为树莓派5提供大量I/O功能，并在外设性能和功能方面实现了重大改变。USB总带宽增加了一倍以上，为外部 UAS 驱动器和其他高速外设提供更快的传输速度；早期型号上的专用双通道 1Gbps MIPI摄像头和显示接口已被一对四通道1.5Gbps MIPI收发器所取代，使总带宽增加了三倍，并支持最多两个摄像头或显示屏的任意组合；通过支持SDR104高速模式，峰值SD卡性能提高一倍；该平台首次公开单通道PCI Express 2.0接口，为高带宽外设提供支持。
## 六、工程源码
在树莓派终端命令执行如下指令：
```>
source venv/bin/activate
运行Flask应用
python app.py
或者以后台方式运行
python app.py > webapp.log 2>&1 &
```
在浏览器中访问：
```
http://树莓派IP地址:8080
```
web端控制代码结构
```web-control/
├── app.py # Flask Web服务器
├── requirements.txt # Python依赖包
├── static/
│ ├── css/
│ │ └── style.css # 样式表
│ └── js/
│ └── script.js # 前端JavaScript
└── templates/
└── index.html # 网页模板
```
源码
## 七、效果展示
web控制
!(https://www.eefocus.com/forum/data/attachment/forum/202602/01/203217diyn8n11j4nny4kj.png)
视频：
[(https://v.youku.com/v_show/id_XNjUyMjQ0OTA5Ng==.html)]
页:
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