# AgriEnv_Monitor

本项目基于 ESP-IDF，新增了一个统一环境采集与控制组件 `agri_env`，实现以下功能：

1. DHT11 温湿度采集（DATA -> GPIO10）
2. BH1750 光照采集（I2C 地址 0x23，SDA -> GPIO4，SCL -> GPIO5）
3. MQ135 数据采集（AO -> GPIO1）
4. 双路继电器控制
5. 统一数据结构与获取接口
6. MQTT 连接（MQTT 3.1 + 用户名密码）
7. MQTT 订阅主题与发布主题
8. 定时任务采样、打印和上报
9. cJSON 数据包构建用于上报

## 目录说明

新增组件位于：

- `components/agri_env/include/agri_env.h`
- `components/agri_env/agri_env.c`
- `components/agri_env/CMakeLists.txt`

`main/main.c` 已接入初始化与示例读取逻辑。

## 硬件接线

### 1. DHT11

- VCC -> 3.3V
- GND -> GND
- DATA -> GPIO10
- 推荐 DATA 加 4.7k~10k 上拉电阻到 3.3V

### 2. BH1750

- VCC -> 3.3V
- GND -> GND
- SDA -> GPIO4
- SCL -> GPIO5
- 地址：0x23（ADDR 引脚悬空或接地）

### 3. MQ135

- DO（数字输出）-> GPIO10

注意：当前工程使用 MQ135 的 DO 数字输出，不做 ADC 采样。

- 组件直接读取 `mq135_digital_level`（0/1）

如需模拟量采集，需要单独引入 AO 接线和 ADC 逻辑（当前版本未启用）。

### 4. 两路继电器

- 风扇继电器 IN -> GPIO6（高电平有效）
- 灯光继电器 IN -> GPIO7（高电平有效）

## 软件实现概览

### 1. 统一数据结构

定义在 `agri_env.h`：

- `temperature_c`
- `humidity_percent`
- `illuminance_lux`
- `mq135_digital_level`
- `timestamp_ms`

### 2. 传感器读取接口

- `agri_env_init()`：初始化 I2C、BH1750、MQ135、继电器
- `agri_env_read_sensors(agri_env_data_t *out_data)`：一次读取并刷新缓存
- `agri_env_get_latest_data(agri_env_data_t *out_data)`：读取最近缓存

### 3. 继电器控制接口

- `agri_env_set_fan_relay(bool on)`
- `agri_env_set_light_relay(bool on)`

### 4. MQTT 接口（MQTT 3.1 + 用户名密码）

- `agri_env_mqtt_start()`
- `agri_env_mqtt_stop()`
- `agri_env_mqtt_is_connected()`
- `agri_env_mqtt_publish_latest(const char *topic, int qos, int retain)`

组件会在 MQTT 连接成功后自动订阅 `CONFIG_AGRI_ENV_MQTT_SUBSCRIBE_TOPIC`。

默认订阅主题与发布主题来自 menuconfig：

- `AGRI_ENV_MQTT_SUBSCRIBE_TOPIC`
- `AGRI_ENV_MQTT_PUBLISH_TOPIC`

订阅到的 JSON 命令支持如下字段：

- `fan_relay`: `true` / `false`
- `light_relay`: `true` / `false`

### 5. cJSON 数据打包

- `char *agri_env_build_data_json(const agri_env_data_t *data)`

说明：返回值是动态分配字符串，使用完后需要 `free()`。

## menuconfig 配置方法

在 `idf.py menuconfig` 中打开 `AgriEnv Monitor` 菜单，配置以下项：

- `AGRI_ENV_SAMPLE_PERIOD_MS`：采样周期
- `AGRI_ENV_MQTT_BROKER_URI`：MQTT 服务器地址
- `AGRI_ENV_MQTT_USERNAME`：MQTT 用户名
- `AGRI_ENV_MQTT_PASSWORD`：MQTT 密码
- `AGRI_ENV_MQTT_CLIENT_ID`：客户端 ID
- `AGRI_ENV_MQTT_PUBLISH_TOPIC`：发布主题
- `AGRI_ENV_MQTT_SUBSCRIBE_TOPIC`：订阅主题

示例：

```text
AGRI_ENV_SAMPLE_PERIOD_MS=5000
AGRI_ENV_MQTT_BROKER_URI=mqtt://192.168.1.100:1883
AGRI_ENV_MQTT_USERNAME=your_user
AGRI_ENV_MQTT_PASSWORD=your_pass
AGRI_ENV_MQTT_CLIENT_ID=agri-env-monitor
AGRI_ENV_MQTT_PUBLISH_TOPIC=agri/env/data
AGRI_ENV_MQTT_SUBSCRIBE_TOPIC=agri/env/cmd
```

协议版本固定为 `MQTT_PROTOCOL_V_3_1`。

## 在 main 中的使用示例

当前 `main/main.c` 已包含如下流程：

1. 初始化 Wi-Fi 配网：`wifi_connect_init()`
2. 初始化农业环境组件：`agri_env_init()`
3. 组件内部周期任务自动读取传感器数据并打印
4. 若 MQTT 参数已填写，则自动连接并按主题上报

你也可以继续在业务层调用 `agri_env_read_sensors()` 和 `agri_env_mqtt_publish_latest()` 做自定义上报。

## 构建与烧录步骤（详细）

### 1. 进入工程

```bash
cd /home/beihong/esp_projects/AgriEnv_Monitor
```

### 2. 配置目标芯片（如果尚未设置）

```bash
idf.py set-target esp32c3
```

### 3. menuconfig（可选）

```bash
idf.py menuconfig
```

按需配置串口、日志等级、Wi-Fi 配网组件参数。

### 4. 编译

```bash
idf.py build
```

### 5. 烧录

```bash
idf.py -p /dev/ttyUSB0 flash
```

### 6. 查看日志

```bash
idf.py -p /dev/ttyUSB0 monitor
```

## 常见问题

### 1. DHT11 读取失败

- 检查 DATA 是否正确接 GPIO10
- 确保上拉电阻存在
- 线长过长时需降低干扰

### 2. BH1750 无数据

- 确认地址是 0x23
- 检查 SDA/SCL 是否与 GPIO4/GPIO5 对应
- 检查模块供电是否 3.3V

### 3. MQ135 只有数字量

- 当前版本设计即为数字量模式，只输出 `mq135_digital_level`
- 若 DO 一直不变，检查 MQ135 模块阈值电位器和 DO 接线

### 4. MQTT 无法连接

- 确认 `MQTT_BROKER_URI`/用户名/密码已填写
- 确认设备已联网
- 检查 broker 是否允许 MQTT 3.1

## 后续建议

1. 增加 FreeRTOS 周期任务，定时调用 `agri_env_read_sensors()` 与 `agri_env_mqtt_publish_latest()`。
2. 将 MQTT 参数改为 Kconfig 配置，避免每次改源码。
3. 对 MQ135 增加校准模型（洁净空气基线和 ppm 拟合）。