1. 智能宠物项圈系统架构解析
智能宠物项圈并非简单的传感器堆叠，而是一个融合多源感知、边缘计算、无线通信与云端协同的嵌入式系统。其核心目标是实现对宠物生理状态（心率、血氧、体温）、运动行为（步数、跌倒）、环境位置（GPS）及障碍物距离的持续监测，并在异常事件发生时（如跌倒、越界、低电量）及时向主人终端告警。该系统采用典型的“端-边-云”三层架构：STM32F4系列MCU作为边缘计算节点，负责原始数据采集、本地算法处理与实时响应；ESP8266 WiFi模块承担网络接入与协议栈运行；阿里云IoT平台则作为云端中枢，提供设备管理、消息路由、数据存储与可视化服务。
系统硬件平台以定制PCB为核心，集成多个关键功能模块。电源管理部分采用双路供电设计：主电源通过USB或外部适配器输入，经稳压电路为整个系统供电；备用电池（通常为可充电锂聚合物电池）在主电源断开时无缝接管，保障GPS定位与紧急报警功能不中断。这种冗余设计直接关系到系统的可靠性——在宠物意外脱离主人视线时，持续供电是维持定位与告警能力的生命线。开关机逻辑并非简单通断，而是由MCU软件控制的软启动流程，确保各外设在上电时序满足芯片手册要求，避免因电源毛刺导致传感器初始化失败。
2. 多模态生理信号采集原理与工程实现
2.1 光电容积脉搏波（PPG）传感系统心率与血氧饱和度（SpO₂）的测量均基于光电容积脉搏波（PPG）技术，但二者在光源配置与信号处理上存在本质差异。系统采用红光（650nm）与红外光（940nm）双波长LED阵列，配合高灵敏度光电二极管（PD）构成反射式传感器。其物理原理在于：血液中氧合血红蛋白（HbO₂）与还原血红蛋白（Hb）对不同波长光的吸收率存在显著差异。当心脏收缩，动脉血管充盈，
