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# 智能家居控制系统
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这是一个基于微信小程序的智能家居控制系统，通过 MQTT 协议与 ESP32 等物联网设备进行通信。
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## 功能特点
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- 实时监控 ESP32 设备传感器数据（温度、湿度等）
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- 远程控制智能家居设备（LED、风扇、窗帘等）
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- 设备状态管理
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- 统一的物联网设备通信协议
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## 通信协议
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### 消息结构
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所有通信消息均采用统一的 JSON 格式：
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```json
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{
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"type": "device_message|control_command|response",
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||
"device_id": "string",
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||
"device_type": "string",
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"timestamp": 1234567890123,
|
||
"message_type": "string",
|
||
"request_id": "string (optional)",
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"data": {
|
||
// 具体数据内容
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},
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"status_code": 200,
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"status_message": "string (optional)"
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}
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```
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### 字段说明
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- `type`: 消息类型
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- `device_message`: 设备主动上报的消息（如传感器数据、状态变化）
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- `control_command`: 控制命令（如开关设备、设置参数，包含配置更新）
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- `response`: 响应消息（设备对命令的响应）
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- `device_id`: 设备唯一标识符，例如："esp32_bedroom_001"
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- `device_type`: 设备类型，固定为："bedroom_controller"（卧室控制器）
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- `timestamp`: Unix 时间戳（毫秒），由设备或服务器提供
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- `message_type`: 消息子类型，如："sensor_data", "status_report", "control_request", "config_set"
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||
- `request_id`: 请求 ID，用于匹配请求和响应，格式为"req_YYYYMMDDHHMMSS_xxx"
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||
- `data`: 具体的数据内容，包含状态、遥测、控制或配置信息
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- `status_code`: 状态码（200 表示成功，其他表示错误）
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||
- `status_message`: 状态描述，可选字段
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## 3. 智能卧室系统专用消息类型
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### 3.1 传感器数据上传 (device_message)
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ESP32 定期上报卧室环境数据：
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```json
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{
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"type": "device_message",
|
||
"device_id": "esp32_bedroom_001",
|
||
"device_type": "bedroom_controller",
|
||
"timestamp": 1768223104055,
|
||
"message_type": "sensor_data",
|
||
"data": {
|
||
"state": {
|
||
"online": true,
|
||
"current_mode": "night_mode",
|
||
"home_status": true,
|
||
"standby_mode": false,
|
||
"error_code": 0
|
||
},
|
||
"telemetry": {
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||
"temperature": 23.5,
|
||
"humidity": 65.2,
|
||
"light_intensity": 300,
|
||
"air_quality": 850,
|
||
"curtain_state": "closed",
|
||
"led_state": true,
|
||
"led_brightness": 80,
|
||
"fan_state": false,
|
||
"fan_speed": 0,
|
||
"buzzer_state": false,
|
||
"battery_level": 100,
|
||
"signal_strength": -55
|
||
}
|
||
}
|
||
}
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```
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**参数解释：**
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- `state.online`: 设备是否在线
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||
- `state.current_mode`: 当前运行模式（"away_mode", "home_mode", "wake_mode", "day_mode", "night_mode", "cooling_mode", "high_temp_alert", "display_on", "ventilation_mode"）
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||
- `state.home_status`: 用户是否在家状态（对应"到家状态"）
|
||
- `state.standby_mode`: 是否处于待机状态
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||
- `telemetry.temperature`: 温度传感器(DHT22)读取的当前温度（摄氏度）
|
||
- `telemetry.humidity`: 湿度传感器(DHT22)读取的当前湿度（百分比）
|
||
- `telemetry.light_intensity`: 光敏电阻读取的光照强度（数值越大表示越亮）
|
||
- `telemetry.air_quality`: 空气质量传感器读取的 CO2 浓度（ppm）
|
||
- `telemetry.curtain_state`: 舵机控制的窗帘状态（"open", "closed"）
|
||
- `telemetry.led_state`: LED 灯开关状态
|
||
- `telemetry.led_brightness`: LED 灯亮度（0-100 百分比）
|
||
- `telemetry.fan_state`: 风扇开关状态
|
||
- `telemetry.fan_speed`: 风扇速度档位（0-3）
|
||
- `telemetry.buzzer_state`: 蜂鸣器开关状态
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### 控制命令消息格式
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||
微信小程序向 ESP32 发送控制指令，同时包含设备控制和配置更新：
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```json
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||
{
|
||
"type": "control_command",
|
||
"device_id": "esp32_bedroom_001",
|
||
"device_type": "bedroom_controller",
|
||
"timestamp": 1768223104055,
|
||
"message_type": "control_request",
|
||
"request_id": "req_123456789_abcde",
|
||
"data": {
|
||
"controls": {
|
||
"mode": "night_mode",
|
||
"curtain": "open",
|
||
"led_power": true,
|
||
"led_brightness": 80,
|
||
"fan_power": true,
|
||
"fan_speed": 2,
|
||
"buzzer_power": false
|
||
},
|
||
"config": {
|
||
"wake_up_time": "08:00",
|
||
"day_mode_start": "06:00",
|
||
"night_mode_start": "18:00",
|
||
"cooling_temp_threshold": 26,
|
||
"high_temp_alarm_threshold": 35,
|
||
"ventilation_air_quality_threshold": 1000,
|
||
"report_interval": 30,
|
||
"oled_display_enabled": true
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
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||
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||
**参数解释：**
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||
|
||
- `controls.mode`: 设置系统运行模式（"wake_mode", "day_mode", "night_mode", "cooling_mode", "ventilation_mode"等）
|
||
- `controls.curtain`: 控制窗帘开关（"open", "close"）
|
||
- `controls.led_power`: 控制 LED 灯开关
|
||
- `controls.led_brightness`: 设置 LED 灯亮度（0-100 百分比）
|
||
- `controls.fan_power`: 控制风扇开关
|
||
- `controls.fan_speed`: 设置风扇速度（0-3 档）
|
||
- `controls.buzzer_power`: 控制蜂鸣器开关
|
||
- `config.wake_up_time`: 起床模式触发时间（HH:MM 格式）
|
||
- `config.day_mode_start`: 白天模式开始时间
|
||
- `config.night_mode_start`: 夜间模式开始时间
|
||
- `config.cooling_temp_threshold`: 降温模式启动温度阈值（摄氏度）
|
||
- `config.high_temp_alarm_threshold`: 高温提醒阈值（35°C 时触发）
|
||
- `config.ventilation_air_quality_threshold`: 自动通风启动空气质量阈值（CO2>1000ppm 时启动）
|
||
- `config.report_interval`: 传感器数据上报间隔（秒）
|
||
- `config.oled_display_enabled`: OLED 显示屏是否启用
|
||
|
||
### 设备状态上报消息格式
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||
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||
```json
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||
{
|
||
"type": "device_message",
|
||
"device_id": "esp32_bedroom_001",
|
||
"device_type": "bedroom_controller",
|
||
"timestamp": 1768223104055,
|
||
"message_type": "sensor_data",
|
||
"data": {
|
||
"state": {
|
||
"online": true,
|
||
"current_mode": "day_mode",
|
||
"led_state": true,
|
||
"fan_state": false
|
||
},
|
||
"telemetry": {
|
||
"temperature": 23.5,
|
||
"humidity": 65.2,
|
||
"light_intensity": 300,
|
||
"air_quality": 45
|
||
}
|
||
}
|
||
}
|
||
```
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|
||
### 响应消息 (response)
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||
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||
ESP32 对控制命令的响应：
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||
```json
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||
{
|
||
"type": "response",
|
||
"device_id": "esp32_bedroom_001",
|
||
"device_type": "bedroom_controller",
|
||
"timestamp": 1768223104060,
|
||
"message_type": "control_response",
|
||
"request_id": "req_123456789_abcde",
|
||
"data": {
|
||
"result": {
|
||
"led_power": true,
|
||
"led_brightness": 80,
|
||
"execution_time": 120
|
||
}
|
||
},
|
||
"status_code": 200,
|
||
"status_message": "Command executed successfully"
|
||
}
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||
```
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||
|
||
**参数解释：**
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||
- `request_id`: 对应的请求 ID，用于匹配请求和响应
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||
- `result.execution_time`: 命令执行耗时（毫秒）
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||
- `status_code`: 执行结果状态码（200 成功，500 失败等）
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||
- `status_message`: 执行结果描述
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||
## MQTT 主题
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||
- **设备数据上报**: `sensor/{device_id}`
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||
- **控制命令下发**: `control/{device_id}`
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||
## 设备管理
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||
- 自动注册：设备首次发送消息时自动添加到系统
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||
- 数据更新：根据设备发送的消息自动更新状态
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||
- 在线状态：实时跟踪设备连接状态
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## 控制功能
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- LED 开关控制
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||
- 风扇开关和速度控制
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||
- 窗帘开关控制
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||
- 设备配置更新（温度阈值、警报阈值等）
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## 使用方法
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1. 配置 MQTT 服务器参数
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2. 连接到 ESP32 设备
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3. 实时查看传感器数据
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||
4. 通过控制面板发送控制命令
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||
5. 更新设备配置参数
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||
|
||
```javascript
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||
/**
|
||
* 示例：切换LED状态
|
||
*/
|
||
toggleLed() {
|
||
// 获取当前LED状态
|
||
const currentLedState = this.extractESP32Info("data.telemetry.led_state");
|
||
|
||
// 发送控制命令切换LED状态
|
||
this.sendControlCommand({
|
||
led_power: !currentLedState,
|
||
});
|
||
},
|
||
|
||
/**
|
||
* 示例：打开窗帘
|
||
*/
|
||
setCurtainOpen() {
|
||
this.sendControlCommand({
|
||
curtain: "open",
|
||
});
|
||
},
|
||
|
||
/**
|
||
* 示例：关闭窗帘
|
||
*/
|
||
setCurtainClose() {
|
||
this.sendControlCommand({
|
||
curtain: "close",
|
||
});
|
||
},
|
||
|
||
/**
|
||
* 示例：设置风扇速度
|
||
*/
|
||
setFanSpeed(speed) {
|
||
this.sendControlCommand({
|
||
fan_power: true,
|
||
fan_speed: parseInt(speed),
|
||
});
|
||
},
|
||
|
||
/**
|
||
* 示例：更新设备配置
|
||
*/
|
||
updateDeviceConfig(config) {
|
||
// 发送配置更新命令（现在通过控制命令发送）
|
||
this.sendControlCommand({}, { config: config });
|
||
},
|
||
|
||
/**
|
||
* 示例：设置温度阈值
|
||
*/
|
||
setTemperatureThreshold(threshold) {
|
||
this.updateDeviceConfig({
|
||
cooling_temp_threshold: threshold,
|
||
});
|
||
},
|
||
|
||
/**
|
||
* 示例：设置高温警报阈值
|
||
*/
|
||
setHighTempAlarmThreshold(threshold) {
|
||
this.updateDeviceConfig({
|
||
high_temp_alarm_threshold: threshold,
|
||
});
|
||
},
|
||
|
||
/**
|
||
* 示例：显示设备最新数据
|
||
*/
|
||
showLatestData() {
|
||
// 提取温度
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||
const temperature = this.extractESP32Info("data.telemetry.temperature");
|
||
console.log("当前温度:", temperature);
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||
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||
// 提取湿度
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const humidity = this.extractESP32Info("data.telemetry.humidity");
|
||
console.log("当前湿度:", humidity);
|
||
|
||
// 提取当前模式
|
||
const mode = this.extractESP32Info("data.state.current_mode");
|
||
console.log("当前模式:", mode);
|
||
|
||
// 提取所有设备数据
|
||
const allData = this.extractESP32Info();
|
||
console.log("全部数据:", allData);
|
||
},
|
||
|
||
```
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||
以上的代码片段中，我们定义了一些示例方法，用于切换 LED 状态、打开窗帘、关闭窗帘、设置风扇速度、更新设备配置、设置温度阈值、设置高温警报阈值和显示设备最新数据。
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这些方法通过调用`this.sendControlCommand()`和`this.updateDeviceConfig()`方法来发送控制命令和配置更新命令，并使用`this.extractESP32Info()`方法来提取设备数据。
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这些方法中，`this.sendControlCommand()`和`this.updateDeviceConfig()`方法用于发送控制命令和配置更新命令， respectively。 它们接受一个参数，即控制命令或配置更新。
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`this.extractESP32Info()`方法用于从设备数据中提取信息。 它接受一个参数，即要提取的信息的路径。 例如，`this.extractESP32Info("data.telemetry.temperature")`将返回当前温度。
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```javascript
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||
this.sendControlCommand(
|
||
{ light: "on", fan: "off" }, // 控制参数
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{ brightness: 80 }, // 配置参数
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||
(response) => {
|
||
// 回调函数
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||
console.log("响应:", response);
|
||
}
|
||
);
|
||
```
|