wangbeihong/Smart-granary-code

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Wang Beihong 2f56316c18 完成初代的雏形设计

2026-03-11 20:14:14 +08:00

6.2 KiB

Raw Blame History

BotanicalBuddy

基于 ESP-IDF 的智能盆栽系统固件项目（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：空气温湿度、光照强度
本地显示：LCD + LVGL 多页面轮播
设备控制：风扇、补光灯、加热、制冷（高电平有效）
自动控制：阈值 + 回差控制
手动控制：MQTT 远程开关风扇/灯/加热/制冷
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_st7735s_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/io_device_control/：风扇/补光灯/加热/制冷 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、lux：传感器字符串值
fan、light、hot、cool：执行器状态（on/off）
mode：控制模式（auto/manual）
light_on、light_off：光照阈值
hot_on_temp、hot_off_temp：加热温度阈值（摄氏度）
cool_on_temp、cool_off_temp：制冷温度阈值（摄氏度）
fan_on_hum、fan_off_hum：风扇湿度阈值（%RH）
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：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

上电初始化 Wi-Fi、LCD、传感器、IO。
Wi-Fi 连通后启动 MQTT 与 Console。
主循环每 1s 执行：
- 采集传感器并刷新 UI 数据。

若 mode=auto，按阈值进行风扇/灯/加热/制冷自动控制。
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。

收到 MQTT 控制消息时：
- 可切模式（auto/manual）。
- 可更新阈值（8 个阈值需同条下发）。
- 可手动控制风扇/补光灯/加热/制冷开关。

开发环境

Linux
ESP-IDF v5.5.2
目标芯片：esp32c3

编译与烧录

配置环境变量

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

构建

idf.py set-target esp32c3
idf.py build

烧录并监视日志

idf.py -p /dev/ttyACM0 flash monitor

MQTT 协议

ESP32 -> WEX

告警消息主题：topic/alert/esp32_iothome_001

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

字段：

metric：light
state：normal 或 alarm

状态消息主题：topic/sensor/esp32_BotanicalBuddy_001

{
  "temp": "34.3",
  "hum": "30.5",
  "lux": "40",
  "fan": "on",
  "light": "off",
  "hot": "off",
  "cool": "off",
  "mode": "auto",
  "light_on": 100.0,
  "light_off": 350.0,
  "hot_on_temp": 18.0,
  "hot_off_temp": 20.0,
  "cool_on_temp": 30.0,
  "cool_off_temp": 28.0,
  "fan_on_hum": 80.0,
  "fan_off_hum": 70.0
}

字段：

fan：on/off
light：on/off
hot：on/off
cool：on/off
mode：auto/manual
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）
hot_on_temp / hot_off_temp：加热开关阈值（含回差）
cool_on_temp / cool_off_temp：制冷开关阈值（含回差）
fan_on_hum / fan_off_hum：风扇开关阈值（含回差）

WEX -> ESP32

控制主题：topic/control/esp32_BotanicalBuddy_001

切换模式

{ "mode": "manual" }

{ "mode": "auto" }

手动控制（建议先切到 manual）

{ "fan": "on", "light": "off", "hot": "off", "cool": "off" }

更新自动阈值（8 个字段需同时下发）

{
  "light_on": 100,
  "light_off": 350,
  "hot_on_temp": 18,
  "hot_off_temp": 20,
  "cool_on_temp": 30,
  "cool_off_temp": 28,
  "fan_on_hum": 80,
  "fan_off_hum": 70
}

混合下发（同一条消息可同时包含模式、阈值、手动开关）

{
  "mode": "auto",
  "light_on": 100,
  "light_off": 350,
  "hot_on_temp": 18,
  "hot_off_temp": 20,
  "cool_on_temp": 30,
  "cool_off_temp": 28,
  "fan_on_hum": 80,
  "fan_off_hum": 70,
  "fan": "off",
  "light": "on",
  "hot": "off",
  "cool": "off"
}

兼容输入：

fan/light/hot/cool 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

先下发 {"mode":"manual"}，验证手动风扇/灯/加热/制冷控制。
再下发阈值并切 {"mode":"auto"}，观察自动控制接管。
注意阈值含回差：

光照：light_on 开灯，light_off 关灯
温度：hot_on_temp/hot_off_temp 与 cool_on_temp/cool_off_temp
湿度：fan_on_hum 开风扇，fan_off_hum 关风扇

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。

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