内容介绍

一、项目介绍及创意介绍

本项目是参加2025贸泽电子M-Design创意设计竞赛的方向二：安全监测中的系统安全

在系统物理安全中，开关门检测一直都是重要的一部分，常见的检测手段有：按键检测、LED红外检测、电极电压检测等。但这些检测方式通常需要在设备表面安装触发装置，对于物理安全检测来说，无法做到无感检测，而使用霍尔磁场检测，触发装置可以嵌入到设备中，做到无感触发，防止他人破坏触发装置导致检测装置失效。

二、硬件介绍

1.PICO2（PR2350）

Raspberry Pi Pico 2 是一款低成本，高性能的微控制器开发板，具有灵活数字接口。硬件上，采用 Raspberry Pi 官方自主研发的 RP2350 微控制器芯片，独特的双核、双架构，高达 150MHz 的运行频率，内置了 520KB 的 SRAM 和 4MB 的内存，还板载有多达 26 个多功能的 GPIO 引脚。

2.MH253EUA

MH253EUA 是一种霍尔效应传感器，为一种温度稳定、抗应力的开关。

3.树莓派Pico扩展板

基于树莓派Pico的嵌入式系统学习平台，完美适配PICO、PICO2

板卡硬件：

2个按键输入
4个单色LED
12个WS2812B RGB三色灯
1个姿态传感器
1个128*64 OLED显示屏
1个蜂鸣器
1个可调电位计（用于电压表）
1路音频信号输入（用于示波器）
8位R-2R电阻网络构成的DAC（用于DDS信号发生器）

三、方案框图和项目设计思路介绍

【核心控制器】
主控芯片：Pico2 RP2350微控制器

【输入模块】
霍尔传感器：

通过GPIO接口直连主控
用于检测磁场变化进行位置检测场景

【输出模块】

显示单元：

0.96英寸OLED显示屏
接口：高速SPI协议
特性：单色显示、低功耗、高对比度
应用场景：实时数据显示/系统状态监控

声光提示系统：
1. 蜂鸣器：

- - 连接方式：GPIO驱动
  - 功能：音频报警/操作反馈
  - 控制方式：简单开关控制

b. 双色LED：

- - 红绿双色发光二极管
  - GPIO独立控制引脚
  - 状态指示逻辑：
    红色 - 异常/警告状态
    绿色 - 正常运行状态

项目设计思路

信号采集
霍尔传感器检测磁场变化→通过GPIO输入数字信号至主控
数据处理
RP2350微控制器解析传感器数据，执行预设算法（如转速计算、阈值判断）
多模态输出

通过SPI总线向OLED发送格式化数据包，更新屏幕显示
根据逻辑判断结果驱动GPIO输出：
▫️ 触发蜂鸣器特定频率音频
▫️ 控制红/绿LED状态组合

四、软件流程图和关键代码介绍

from machine import Pin, SPI
from bsp.ssd1306 import SSD1306_SPI
from time import sleep
from bsp.board import pin_cfg

引入相关库文件

#SPI屏幕驱动
spi = SPI(1, 100000, mosi=Pin(pin_cfg.spi1_mosi), sck=Pin(pin_cfg.spi1_sck))
oled = SSD1306_SPI(128, 64, spi, Pin(pin_cfg.spi1_dc),Pin(pin_cfg.spi1_rstn), Pin(pin_cfg.spi1_cs))

设置SPI屏幕驱动

# 创建对象
# 蜂鸣器
buzzer = Pin(19, Pin.OUT)
# 开门检测
door = Pin(17, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
# 安全指示灯
green_led = Pin(pin_cfg.green_led, Pin.OUT)
# 报警指示灯
red_led = Pin(pin_cfg.red_led, Pin.OUT)

创建相关输入输出设置

while True:
    #当检测到磁铁远离，报警
    if door.value() == 1:
        oled.fill(0)# 清屏
        oled.text("Warning!!!",20,20)
        oled.text("Warning!!!",20,30)
        oled.text("Warning!!!",20,40)
        #输出告警到屏幕显示
        oled.show()#屏幕输出
        #点亮报警LED
        green_led.value(0)
        red_led.value(1)
        #蜂鸣器报警
        for i in range(7):
            buzzer.value(1)  
            sleep(0.03)
            buzzer.value(0)  
            sleep(0.03)
    # 磁铁靠近，输出正常信号
    else:
        oled.fill(0)# 清屏
        #输出正常到屏幕显示
        oled.text("Normal",35,20)
        oled.text("Normal",35,30)
        oled.text("Normal",35,40)
        oled.show()#屏幕输出
        
        #点亮正常LED
        green_led.value(1)
        red_led.value(0)

对输入信号进行处理，并根据设计输出不同信号

五、实物展示及说明

1.磁铁靠近（门关）

输入：霍尔传感器检测磁铁靠近

输出：屏幕输出：Normal

蜂鸣器：静止

LED ：绿色

2.磁铁远离（门开）

输入：霍尔传感器检测磁铁靠近

输出：屏幕输出：Warning!!!

蜂鸣器：鸣叫

LED ：红色

六、设计中遇到的难题和解决方法

micropython的使用手册为英文，对于英语不好的我来说，看文档是一个比较吃力，但现在AI发展迅速，可以使用AI翻译来实现便捷的英专中的，更好的实现micropython的开发。

七、对本次竞赛的心得体会

第一次体验到PICO2的micropython的开发，了解了micropython的开发便捷性，对于小白来说，也能快速上手，创建属于自己的产品。