掌上声学与振动科学探究实验台 (Cardputer-Adv Pocket Acoustics Lab)
M5Stack Cardputer-Adv 1:1 数字孪生 · ES8311 收发一体声学链路 · BMI270 测振 · 毫秒级双向 USB 串口遥测 · MCP × 大模型
小初高物理课标全学段对标
声学 FFT 与六轴惯导双模态
WebSerial DTR/RTS 双向直连
离线特级教师与云端 AI 双引擎
数字孪生仿真内核运行中 (30FPS)
Cardputer-Adv 掌上科学终端
M1: 音调频率与响度
CARDPUTER
ADV
M5
S3A
🔌 USB 直连真机 (115200)
🎙️ 电脑麦克风采集
⚡ [Space] 标定声级
🤖 [Enter] 触发 AI 诊断
SciCLI 快捷输入:
tag ruler_12cm
tag corridor
f0 2000
dump
阶段一 · 真机实操三步法
仿真内核就绪
链路: 本地仿真 / 待接入真机
遥测帧: 0 帧
一、三阶段递进式声学与振动实验控制台
● 高保真仿真流 (30FPS)
阶段一 [键1]: 音调频率与响度
32频段 FFT + BMI270 结构共振解耦
阶段二 [键2]: 隔音与教室混响
1000Hz 脉冲衰减与 RT60 (GB 50118)
阶段三 [键3]: 声学多普勒测速
频移 Δf 插值与 BMI270 惯导速度互证
1. 空间吸声系数 (α)
核心变量
0.12
0.08=瓷砖走廊 | 0.14=普通教室 | 0.24=吸音教室
2. 声源径向速度 v_s
核心变量
0.0 m/s
正值=逼近(蓝移升调) | 负值=远离(红移降调)
3. BMI270 机械振动 (g)
核心变量
0.055 g
>0.040g 提示存在风机/窗框固体传声共振
二、阶段一实时主图：32频段 FFT 声景能量分布与 BMI270 结构共振解耦图
实时主频: 262.0 Hz | 响度: 66.4 dBA | 振动: 0.054 g
实时声压级 / 音调主频
66.4 dBA
FFT 主频: 262.0 Hz (低音调)
实测混响时间 RT60
1.48 s
需增贴吸音板: 32.5 m²
抛物线插值多普勒 Δf
+0.0 Hz
基准 f0: 1000 Hz | 0.00 m/s
BMI270 振动 / 速度残差
0.054 g
⚠️ 固体结构共振告警!
三、声学物理分析引擎 × AI 诊断
模型: deepseek-chat
MCP > diagnose_noise_spectrum(...)
📋 复制遥测
API 接口地址 (Base URL):
模型名称 (Model Name):
API Key (仅保存于本地浏览器，无后端中转):
👁️
预设:
DeepSeek
硅基流动
OpenAI
本地Ollama
已保存本地 ✓
🚀 生成 AI 声学实验诊断报告
★ 声学物理实验特级教师智能体 (就绪)
点击上方按钮或按回车发起
智能体已实时挂载 ES8311 声压频谱、赛宾混响与 BMI270 惯导遥测流。点击上方按钮或按下真机 [Enter] 键，即可生成物理机理解析与定量降噪方案。