BotanicalBuddy

基于 ESP-IDF 的智能花卉系统固件项目（ESP32-C3）。

当前结论：单片机端核心功能已完成，可直接联调 App/小程序侧。

固件完成度

• 环境采集：土壤湿度、空气温湿度、光照强度
• 本地显示：LCD + LVGL 多页面轮播
• 设备控制：水泵、补光灯（高电平有效）
• 自动控制：阈值 + 回差控制
• 手动控制：MQTT 远程开关泵/灯
• 模式切换：auto / manual
• 告警推送：超阈值边沿事件上报
• 状态上报：周期性遥测（含模式与执行器状态）
• Wi-Fi 配网：SoftAP + Captive Portal
• 状态网页：独立 HTTP 状态看板与 JSON API（端口 8080）

系统架构

• main/：业务编排、控制循环、MQTT 回调对接
• components/wifi-connect/：配网与路由连接
• components/lvgl_st7789_use/：LCD 与 LVGL 端口
• components/ui/：界面对象与变量绑定
• components/i2c_master_messager/：AHT30、BH1750 采集
• components/capactive_soil_moisture_sensor_V2.0/：土壤湿度采集
• components/io_device_control/：水泵/补光灯 GPIO 控制
• components/mqtt_control/：MQTT 连接、发布、控制指令解析
• main/auto_ctrl_thresholds.*：阈值存取与校验
• main/auto_alerts.*：告警判定与回调分发
• main/status_web.*：独立状态网页服务（HTTP 8080）

状态网页（独立于配网页）

• 配网页面：http://192.168.4.1（仅 SoftAP 配网阶段）
• 状态页面：http://<设备STA_IP>:8080/
• 状态 API：http://<设备STA_IP>:8080/api/status

说明：

• 两个网页服务独立运行，端口不同、职责不同。
• 状态页用于运行态观测，不承载 Wi-Fi 配网流程。

/api/status 当前主要字段：

• temp、hum、soil、lux：传感器字符串值
• pump、light：执行器状态（on/off）
• mode：控制模式（auto/manual）
• soil_on、soil_off、light_on、light_off：自动控制阈值
• wifi_status：Wi-Fi 状态（idle/provisioning/connecting/connected/failed/timeout）
• sta_ip：STA 当前 IP
• mqtt_connected：MQTT 连接状态（布尔）
• i2c_ready、soil_sensor_ready：关键外设初始化状态（布尔）
• loop_counter：主循环计数
• uptime_ms：设备运行时长（毫秒）
• free_heap、min_free_heap、largest_block：堆内存指标
• app_version：固件版本字符串
• snapshot_update_ms、snapshot_update_count、snapshot_age_ms：状态快照时间与更新统计

运行逻辑

1. 上电初始化 Wi-Fi、LCD、传感器、IO。
2. Wi-Fi 连通后启动 MQTT 与 Console。
3. 主循环每 1s 执行：
   • 采集传感器并刷新 UI 数据。
   • 若 mode=auto，按阈值进行泵灯自动控制。
   • 进行告警边沿判定并发布告警消息。
   • 每 5s 发布一次状态遥测消息。
4. 收到 MQTT 控制消息时：
   • 可切模式（auto/manual）。
   • 可更新阈值（四个阈值需同条下发）。
   • 可手动控制泵灯开关。

开发环境

• Linux
• ESP-IDF v5.5.2
• 目标芯片：esp32c3

编译与烧录

1. 配置环境变量

export IDF_PATH=/home/beihong/esp/v5.5.2/esp-idf
source $IDF_PATH/export.sh

2. 构建

idf.py set-target esp32c3
idf.py build

3. 烧录并监视日志

idf.py -p /dev/ttyACM0 flash monitor

MQTT 协议

ESP32 -> WEX

1. 告警消息主题：topic/alert/esp32_iothome_001

{
  "metric": "light",
  "state": "alarm"
}

字段：

• metric：soil 或 light
• state：normal 或 alarm

2. 状态消息主题：topic/sensor/esp32_BotanicalBuddy_001

{
  "temp": "34.3",
  "hum": "30.5",
  "soil": "0",
  "lux": "40",
  "pump": "on",
  "light": "off",
  "mode": "auto",
  "soil_on": 35.0,
  "soil_off": 45.0,
  "light_on": 100.0,
  "light_off": 350.0
}

字段：

• pump：on/off
• light：on/off
• mode：auto/manual
• soil_on：土壤湿度低阈值（低于该值自动开泵）
• soil_off：土壤湿度高阈值（高于该值自动关泵）
• light_on：光照低阈值（低于该值自动开灯）
• light_off：光照高阈值（高于该值自动关灯）

WEX -> ESP32

控制主题：topic/control/esp32_BotanicalBuddy_001

1. 切换模式

{ "mode": "manual" }

{ "mode": "auto" }

2. 手动控制（建议先切到 manual）

{ "pump": "on", "light": "off" }

3. 更新自动阈值（四个字段需同时下发）

{
  "soil_on": 35,
  "soil_off": 45,
  "light_on": 100,
  "light_off": 350
}

4. 混合下发（同一条消息可同时包含模式、阈值、手动开关）

{
  "mode": "auto",
  "soil_on": 35,
  "soil_off": 45,
  "light_on": 100,
  "light_off": 350,
  "pump": "off",
  "light": "on"
}

兼容输入：

• pump/light 支持 on/off、true/false、1/0
• mode 支持 auto/manual，也兼容 true/false、1/0（true/1=auto）

联调建议

1. 先下发 {"mode":"manual"}，验证手动泵灯控制。
2. 再下发阈值并切 {"mode":"auto"}，观察自动控制接管。
3. 注意阈值含回差：
   • 土壤：soil_on 开泵，soil_off 关泵
   • 光照：light_on 开灯，light_off 关灯

说明

• 当前 README 聚焦单片机固件能力与联调协议。
• App/小程序页面与云端业务可按本协议直接对接。