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# 蓝牙电刺激控制应用 - 工作交接文档
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## 项目概述
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### 项目名称
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蓝牙电刺激控制应用 (SDK_APP)
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### 项目功能
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基于Android的蓝牙电刺激设备控制应用，支持多种设备类型（ESP32S3 SPP、轻迅设备、新设备），提供完整的电刺激参数控制和数据采集功能。
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### 技术栈
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- **开发语言**: Kotlin
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- **构建工具**: Gradle
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- **最低支持**: Android 5.1 (API 21)
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- **目标支持**: Android 15 (API 35)
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- **蓝牙协议**: BLE + Classic Bluetooth
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## 核心功能模块
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### 1. 蓝牙连接管理 (`BluetoothManager.kt`)
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#### 1.1 设备兼容性
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```kotlin
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// 支持的设备类型
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enum class DeviceType {
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ESP32S3_DEVICE, // ESP32S3 SPP设备
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QINGXUN, // 轻迅设备
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NEW_DEVICE // 新设备
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}
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```
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#### 1.2 扫描策略
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- **Android 8/8.1**: 混合扫描模式（BLE + 传统蓝牙）
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- **Android 6-11**: 优先BLE，失败时回退到传统蓝牙
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- **Android 12+**: 完整BLE扫描支持
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#### 1.3 连接流程
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1. 权限检查
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2. 蓝牙适配器初始化
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3. 设备扫描
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4. 服务发现
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5. 特征值订阅
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6. 数据通信
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### 2. 电刺激控制协议
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#### 2.1 协议格式（19字节）
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[0-1] 功能码 (0x0003)
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[2-3] 数据长度 (0x000D = 13字节)
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[4] 开关状态及电刺激类型
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[5] 强度值
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[6-7] 频率值 (小端格式)
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[8-9] 总持续时间 (小端格式)
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[10-11] 休息时间 (小端格式)
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[12-13] 静默时间 (小端格式)
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[14] 缓进时间
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[15] 保持时间
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[16] 缓出时间
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[17-18] CRC16校验
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```
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#### 2.2 参数控制
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| 参数 | 范围 | 默认值 | 单位 | 说明 |
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|------|------|--------|------|------|
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| 刺激类型 | 0-15 | 1 | - | 电刺激类型选择 |
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| 强度 | 1-100 | 50 | % | 刺激强度百分比 |
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| 频率 | 1-200 | 100 | Hz | 刺激频率 |
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| 总时长 | 1-3600 | 10 | 秒 | 总刺激持续时间 |
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| 休息时间 | 100-10000 | 1000 | 毫秒 | 刺激间隔休息时间 |
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| 静默时间 | 100-5000 | 500 | 毫秒 | 刺激间隔静默时间 |
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| 缓进时间 | 1-30 | 2 | 秒 | 刺激强度逐渐增加时间 |
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| 保持时间 | 1-300 | 5 | 秒 | 刺激强度保持时间 |
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| 缓出时间 | 1-30 | 2 | 秒 | 刺激强度逐渐减少时间 |
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### 3. 数据存储功能
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#### 3.1 数据导出功能
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- **CSV格式导出**: 支持多通道生理信号数据导出
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- **文件存储**: 保存到外部存储目录
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- **数据格式**: 包含时间戳、通道数据、统计信息
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#### 3.2 导出类型
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| 导出类型 | 文件名格式 | 内容说明 |
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|----------|------------|----------|
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| **单通道数据** | `ECG_ChannelData_YYYYMMDD_HHMMSS.csv` | 单个通道的完整数据 |
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| **多通道数据** | `ECG_MultiChannelData_YYYYMMDD_HHMMSS.csv` | 所有通道的同步数据 |
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| **波形视图数据** | `ECG_WaveformData_YYYYMMDD_HHMMSS.csv` | 2.5秒显示窗口数据 |
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| **完整图表数据** | `ECG_AllChartData_YYYYMMDD_HHMMSS.csv` | 所有图表数据汇总 |
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#### 3.3 数据管理 (`DataManager.kt`)
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- **数据解析**: 使用原生方法解析蓝牙数据流
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- **缓冲管理**: 实时数据缓冲和回调管理
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- **多回调支持**: 支持多个数据接收器
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### 4. 图表显示功能
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#### 4.1 动态图表系统 (`DynamicChartView.kt`)
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- **实时绘制**: 60fps实时数据绘制
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- **多通道支持**: 支持单通道和多通道数据显示
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- **生产者-消费者模式**: 使用队列缓冲数据，分离数据接收和显示
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#### 4.2 图表管理器 (`DynamicChartManager.kt`)
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- **动态创建**: 根据设备类型自动创建图表
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- **设备配置**: 不同设备类型的图表配置
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- **全屏支持**: 支持图表全屏显示
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#### 4.3 全屏图表 (`FullscreenChartActivity.kt`)
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- **全屏模式**: 隐藏状态栏和导航栏
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- **生命体征显示**: 实时显示心率和血氧
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- **滤波器控制**: 集成滤波器管理器
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- **Y轴范围设置**: 支持自定义Y轴范围
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#### 4.4 图表特性
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| 特性 | 说明 | 技术实现 |
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|------|------|----------|
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| **实时更新** | 60fps刷新率 | ScheduledThreadPoolExecutor |
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| **数据缓冲** | 队列容量10000点 | LinkedBlockingQueue |
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| **内存管理** | 自动清理旧数据 | 定期内存检查 |
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| **多通道** | 支持PPG等多通道设备 | 多通道数据队列 |
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| **交互控制** | 缩放、平移 | 手势识别 |
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### 5. 滤波器系统
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#### 5.1 滤波器管理器 (`FullscreenFilterManager.kt`)
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- **实时滤波**: 支持多种滤波器类型
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- **参数调节**: 可调节滤波器参数
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- **性能优化**: 高效的数据处理算法
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#### 5.2 支持的滤波器
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- **低通滤波器**: 去除高频噪声
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- **高通滤波器**: 去除低频漂移
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- **带通滤波器**: 保留特定频率范围
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- **陷波滤波器**: 去除工频干扰
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### 6. 用户界面 (`MainActivity.kt`)
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#### 6.1 权限管理
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```kotlin
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// 动态权限请求
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private val REQUIRED_PERMISSIONS: Array<String> = if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.S) {
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// Android 12+ 使用新的蓝牙权限
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arrayOf(
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Manifest.permission.BLUETOOTH_SCAN,
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Manifest.permission.BLUETOOTH_CONNECT,
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Manifest.permission.ACCESS_FINE_LOCATION,
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Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION
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)
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} else if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) {
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// Android 6-11 只需要位置权限
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arrayOf(
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Manifest.permission.ACCESS_FINE_LOCATION,
|
||
Manifest.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION
|
||
)
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} else {
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||
// Android 5.1及以下不需要动态权限
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emptyArray()
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}
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```
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#### 6.2 电刺激控制界面
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- **高级电刺激控制**: 完整参数自定义
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- **预设模式选择**: 快速选择预设方案
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- **简单开关控制**: 使用默认参数
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- **滑动对话框**: 支持滚动查看所有参数
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## 代码运行机制
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### 1. 应用启动流程
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```mermaid
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graph TD
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A[应用启动] --> B[MainActivity.onCreate]
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B --> C[权限检查]
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C --> D[蓝牙初始化]
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D --> E[UI初始化]
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E --> F[等待用户操作]
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```
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### 2. 蓝牙连接流程
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```mermaid
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graph TD
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A[用户点击连接] --> B[权限检查]
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B --> C{权限是否通过?}
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C -->|否| D[请求权限]
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C -->|是| E[开始扫描]
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D --> E
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E --> F[设备发现]
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F --> G[选择设备]
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G --> H[建立连接]
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H --> I[服务发现]
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I --> J[特征值订阅]
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J --> K[数据通信就绪]
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```
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### 3. 电刺激控制流程
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```mermaid
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graph TD
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A[用户选择电刺激控制] --> B[选择控制方式]
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B --> C{控制方式}
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C -->|高级控制| D[参数输入对话框]
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C -->|预设模式| E[预设选择]
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C -->|简单控制| F[快速开关]
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D --> G[参数验证]
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E --> G
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F --> G
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G --> H[构建数据包]
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H --> I[发送指令]
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I --> J[状态反馈]
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```
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### 4. 数据包构建流程
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```mermaid
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graph TD
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A[接收参数] --> B[创建19字节数组]
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B --> C[写入功能码]
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C --> D[写入数据长度]
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D --> E[写入开关状态]
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E --> F[写入强度]
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F --> G[写入频率]
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G --> H[写入持续时间]
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H --> I[写入休息时间]
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I --> J[写入静默时间]
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J --> K[写入缓进时间]
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K --> L[写入保持时间]
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L --> M[写入缓出时间]
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M --> N[计算CRC16]
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N --> O[发送数据包]
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```
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## 关键代码文件说明
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### 1. `BluetoothManager.kt` - 蓝牙管理核心
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#### 主要类和方法：
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- `BluetoothManager`: 蓝牙连接管理主类
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- `startScan()`: 启动设备扫描
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- `connectToDevice()`: 连接指定设备
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- `stimSwitch()`: 发送电刺激控制指令
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- `handleProtocolData()`: 处理接收到的数据
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#### 关键特性：
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- 多设备类型支持
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- Android版本兼容性处理
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- 混合扫描策略
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- 协议数据包构建
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### 2. `MainActivity.kt` - 用户界面控制
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#### 主要类和方法：
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- `MainActivity`: 主界面Activity
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- `showAdvancedStimDialog()`: 高级电刺激控制对话框
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- `showPresetStimDialog()`: 预设模式选择
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- `createSimpleInputField()`: 创建输入字段
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- `checkAndRequestPermissions()`: 权限检查
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#### 关键特性：
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- 动态权限管理
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- 滑动对话框界面
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- 参数输入验证
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- 状态实时反馈
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### 3. `DynamicChartView.kt` - 动态图表显示
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#### 主要类和方法：
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- `DynamicChartView`: 自定义图表视图
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- `updateData()`: 更新单通道数据
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- `updateMultiChannelData()`: 更新多通道数据
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- `startConsumer()`: 启动消费者线程
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- `stopConsumer()`: 停止消费者线程
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#### 关键特性：
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- 生产者-消费者模式
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- 60fps实时绘制
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- 多通道数据支持
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- 内存管理优化
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### 4. `DynamicChartManager.kt` - 图表管理器
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#### 主要类和方法：
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- `DynamicChartManager`: 图表管理主类
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- `createChartsForDevice()`: 根据设备类型创建图表
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- `updateChartsData()`: 更新所有图表数据
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- `getDeviceConfig()`: 获取设备配置
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#### 关键特性：
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- 动态图表创建
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- 设备类型适配
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- 全屏模式支持
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### 5. `FullscreenChartActivity.kt` - 全屏图表
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#### 主要类和方法：
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- `FullscreenChartActivity`: 全屏图表Activity
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- `setupFullscreen()`: 设置全屏模式
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- `setupFullscreenCharts()`: 设置全屏图表
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- `setupVitalSignsDisplay()`: 设置生命体征显示
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#### 关键特性：
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- 全屏显示模式
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- 生命体征实时显示
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- 滤波器集成
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- Y轴范围自定义
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### 6. `DataManager.kt` - 数据管理
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#### 主要类和方法：
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- `DataManager`: 数据管理主类
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- `processData()`: 处理原始数据
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- `setRealTimeCallback()`: 设置实时数据回调
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- `addRealTimeCallback()`: 添加数据回调
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#### 关键特性：
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- 原生方法调用
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- 多回调支持
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- 数据缓冲管理
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### 7. `AndroidManifest.xml` - 权限配置
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#### 权限声明：
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```xml
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<!-- 基础蓝牙权限 -->
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<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />
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<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN" />
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||
<!-- Android 12+ 新蓝牙权限 -->
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<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_SCAN" />
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<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_CONNECT" />
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||
<!-- 位置权限 -->
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||
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_FINE_LOCATION" />
|
||
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_COARSE_LOCATION" />
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```
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## 设备支持
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### 1. ESP32S3 SPP设备
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- **服务UUID**: 0xABF0
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- **特征值**:
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- 数据发送: 0xABF1, 0xABF3
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- 数据接收: 0xABF2, 0xABF4
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- **设备名称**: ESP_SPP_SERVER
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### 2. 轻迅设备
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- **服务UUID**: Nordic UART Service
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- **特征值**: TX/RX特征值
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- **协议**: 轻迅自定义协议
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### 3. 新设备
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- **服务UUID**: 自定义UUID
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- **特征值**: 自定义特征值
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- **协议**: 扩展协议支持
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## 操作指南
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### 1. 应用启动
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1. 安装APK到Android设备
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2. 启动应用
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3. 检查权限状态
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4. 点击"连接蓝牙"开始扫描
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### 2. 设备连接
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1. 确保目标设备处于可发现模式
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2. 点击"连接蓝牙"按钮
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3. 等待设备扫描完成
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4. 选择目标设备进行连接
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### 3. 电刺激控制
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1. 连接成功后，点击"电刺激开关"
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2. 选择控制方式：
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- **高级控制**: 自定义所有参数
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- **预设模式**: 选择预设方案
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- **简单控制**: 使用默认参数
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3. 设置参数并确认
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4. 查看状态反馈
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### 4. 图表操作
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1. **查看实时数据**: 连接设备后自动显示图表
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2. **全屏模式**: 点击图表右上角全屏按钮
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3. **数据导出**:
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- 点击"导出数据"按钮
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||
- 选择导出类型（单通道/多通道/完整数据）
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||
- 文件保存到外部存储
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4. **滤波器设置**: 在全屏模式下使用滤波器控制
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||
5. **Y轴范围**: 在全屏模式下可自定义Y轴范围
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### 5. 数据导出
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1. **单通道数据导出**:
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- 点击"导出数据" → "单通道数据"
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- 选择要导出的通道
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- 文件格式：CSV
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2. **多通道数据导出**:
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||
- 点击"导出数据" → "多通道数据"
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||
- 导出所有通道的同步数据
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3. **完整数据导出**:
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||
- 点击"导出数据" → "完整数据"
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||
- 包含所有图表和统计信息
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4. **文件分享**: 导出完成后可选择分享或保存
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### 6. 参数设置示例
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```
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刺激类型: 1
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强度: 70%
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频率: 120Hz
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总时长: 30秒
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休息时间: 1000ms
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静默时间: 500ms
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||
缓进时间: 2秒
|
||
保持时间: 26秒
|
||
缓出时间: 2秒
|
||
```
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## 故障排除
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### 1. 权限问题
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- **现象**: 显示"权限被拒绝"
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- **解决**: 检查应用权限设置，确保蓝牙和位置权限已授予
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### 2. 设备扫描失败
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- **现象**: 找不到目标设备
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- **解决**:
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- 确保设备处于可发现模式
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||
- 检查蓝牙是否开启
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||
- 尝试重启蓝牙服务
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### 3. 连接失败
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- **现象**: 连接超时或失败
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- **解决**:
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- 检查设备距离
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- 确认设备未被其他应用占用
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- 尝试重新扫描
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||
### 4. 数据发送失败
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- **现象**: 电刺激指令发送失败
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||
- **解决**:
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||
- 检查连接状态
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||
- 验证参数范围
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||
- 查看日志输出
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||
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### 5. 图表显示问题
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||
- **现象**: 图表不显示数据或显示异常
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||
- **解决**:
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||
- 检查数据连接状态
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||
- 重启图表显示
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||
- 检查内存使用情况
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||
- 查看队列大小日志
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||
### 6. 数据导出失败
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||
- **现象**: 无法导出数据或文件保存失败
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||
- **解决**:
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||
- 检查存储权限
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||
- 确保有足够存储空间
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||
- 检查文件路径权限
|
||
- 重启应用后重试
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||
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||
### 7. 全屏模式问题
|
||
- **现象**: 全屏模式无法正常显示
|
||
- **解决**:
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||
- 检查设备屏幕方向
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||
- 重启全屏Activity
|
||
- 检查系统UI设置
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||
## 开发环境配置
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### 1. 开发工具
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- Android Studio
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- Gradle 7.0+
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- Android SDK API 21-35
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### 2. 构建命令
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```bash
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# 编译Kotlin代码
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.\gradlew.bat compileDebugKotlin
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||
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# 构建APK
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.\gradlew.bat assembleDebug
|
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||
# 清理项目
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.\gradlew.bat clean
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||
```
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### 3. 调试方法
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- **日志监控**: 使用Logcat查看详细日志输出
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||
- **蓝牙状态**: 监控蓝牙连接和扫描状态
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- **权限检查**: 查看权限请求和授权日志
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- **数据包**: 监控电刺激指令发送日志
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- **图表数据**: 查看队列大小和数据流日志
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||
- **内存使用**: 监控内存占用和清理日志
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||
- **数据导出**: 查看文件保存和分享日志
|
||
- **全屏模式**: 监控全屏切换和UI状态
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||
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## 版本历史
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### 当前版本特性
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- ✅ 支持Android 5.1-15
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- ✅ ESP32S3 SPP设备支持
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- ✅ 完整电刺激参数控制
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- ✅ 滑动对话框界面
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- ✅ 多设备类型兼容
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- ✅ 混合扫描策略
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- ✅ 权限动态管理
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- ✅ 实时图表显示系统
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- ✅ 多通道数据支持
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- ✅ 数据导出功能
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- ✅ 全屏图表模式
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- ✅ 滤波器集成
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||
- ✅ 生产者-消费者数据模式
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||
- ✅ 内存管理优化
|
||
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||
### 已知问题
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#### 7.1 动态图标显示Bug
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||
- **问题描述**: 动态图标显示的是队列大小而不是实际数据值
|
||
- **影响范围**: 图表状态显示
|
||
- **技术原因**: 状态更新逻辑中错误地使用了队列大小作为显示值
|
||
- **代码位置**: `DynamicChartView.kt` 中的日志输出和状态更新
|
||
- **临时解决方案**: 当前通过日志输出队列大小，需要修正为显示实际数据值
|
||
|
||
#### 7.2 其他已知问题
|
||
- **Android 8.1扫描兼容性**: 部分设备扫描兼容性问题
|
||
- **设备连接稳定性**: 部分设备连接稳定性待优化
|
||
- **内存使用**: 长时间运行可能导致内存占用过高
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- **数据同步**: 多通道数据同步可能存在延迟
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## 联系方式
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如有技术问题或需要支持，请联系开发团队。
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**文档版本**: 1.0
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**最后更新**: 2025年1月
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**维护人员**: 开发团队
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