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从零开始的DIY智能家居

来源:花匠小妙招 时间:2024-11-06 13:06
文章目录 前言硬件选择代码解析获取代码设备控制命令:设备和协议初始化流程:配置设备信息回调函数注册数据获取与发送流程 总结

前言

自从上次做了那个 甲醛传感器 和 水浊度传感器 之后开始尝到智能家居的甜头了,这两东西有没有用我不知道,但是没事的时候掏出手机瞄两眼,看着就让人很安心( ̄︶ ̄)↗。

于是懒惰的我开始琢磨把给植物浇水这件事情找个法子偷一下懒,也给它智能化了。这样我就不用每天浇水,直接给水桶灌水就行。

因为土壤湿度传感器的使用方法和水浊度传感器差不多,我就用水浊度传感器的代码改了改,做了一个土壤湿度传感器。

硬件选择

这次开发板还是和水浊度传感器一样,依然还是用着安信可的 ESP32S ,别问,问就是便宜 24元

传感器用的 DFrboot 的 土壤湿度传感器 35元

服务器用的翼辉的 Spirit 1 ,799元,这玩意就是一次性投入上次买了之后,后面所有的设备都可以用它,作为服务器。

传感器接线:使用 A0 控制(SVP/IO36),电源接3.3-5V都可以。
A -> A0 (SVP/IO36)
VCC -> 3.3 - 5V
GND -> GND

在这里插入图片描述

代码解析

获取代码

为了方便讲解逻辑,我会打乱代码的顺序可能还会进行裁剪,要是想直接拿代码跑的朋友可以直接去 灵感桌面的秘密宝库 获取代码,或者直接 clone:

https://gitee.com/inspiration-desktop/DEV-lib-arduino.git 1

要是连 git 是什么都不知道,可以参考简单无脑,上手即用 - 手把手教你使用 智能红外温度传感器代码以及依赖的 gitee 库!
下载或者 clone代码后这次用到的是这个三个文件夹:

在这里插入图片描述
cjson:我移植的 cjson 库,就是标准的 cjson 库,放到 arduino 安装目录下的 libraries 文件夹里,百度一下 cjson 的函数使用就行了。

libsddc:是我移植自官方的SDDC库和自己写的 SDK,也是放入 libraries 文件夹里就行。里面是 SDDC 协议的处理函数,我们不用管。

demo 文件夹里面就是我们各种传感器的 demo 代码了:
在这里插入图片描述
红圈的 SEN0193_sddc_demo文件夹里面就是我们代码,点进去就能看见 SEN0193_sddc_sdk_demo.ino 文件,双击文件会自动启动 arduino-IDE 打开代码。在工具 -> 端口 选择对应的 COM 口然后点击上传就可以把代码烧录到板子里:
在这里插入图片描述

具体 arduino 使用教程可以看我之前的文章 arduino开发指导 和 手把手带你 arduino 开发:基于ESP32S 的第一个应用-红外测温枪(带引脚图)

设备控制命令:

通过 Spirit 1 的应用程序或者嗅探器 向传感器设备发送的命令。
传感器本身会按周期主动上报当前土壤湿度,同时还可以通过 get 命令主动获取当前土壤湿度:

{ "method": "get", // 这个命令可以主动获取当前土壤湿度 "obj": ["soil_humidity"] } 1234

如果默认的数据上报周期不符合需要还可以通过 set 命令来调整主动上报的间隔:

{ "method": "set", // 这个命令可以调整传感器主动上报的时间间隔,土壤湿度变化应该不会很快,可以设置慢一些 "periodic_time": 1000 // periodic_time是关键字,需要和下文的函数注册字段一致 } 1234

设备和协议初始化流程:

这部分基于官方 demo 写的不需要做什么修改,主要是设备初始化,管脚配置,和协议初始化部分。

传感器初始化部分,因为这个传感器输出只是普通的电压值,用一般的 IO 口即可读取,不需要初始化额外的串口或者 I2C,但是主动上报流程中需要加延时,为了不阻塞其他任务需要单独创建一个线程 。

设备和协议初始化部分,代码基本不需要改动,并且过长,这里就不放出来,有兴趣的朋友可以去 灵感桌面的秘密宝库 查看详细代码。

/* * 初始化传感器 */ void sensor_init() { // 创建传感器任务,周期性获取土壤湿度传感器的数据并发送给 EdgerOS xTaskCreate(periodic_sensor_task, "periodic_sensor_task", ESP_TASK_STACK_SIZE, NULL, ESP_TASK_PRIO, NULL); } void setup() { // 初始化显示串口 // 初始化传感器 sensor_init(); // 清除一下按键状态机的状态 // 创建按键扫描线程,长按 IO0 按键,松开后 ESP32 将会进入 SmartConfig 模式 // 启动 WiFi 并且连接网络 // 获取并打印 IP 地址 // sddc协议初始化 // 获取并打印网卡 mac 地址 // 使用网卡 mac 地址设置设备唯一标识 UID } void loop() { // 运行 SDDC 协议循环 // 销毁 SDDC 协议 }

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配置设备信息

这部分代码可以配置 WiFi 名字和 WiFi 密码,要使用的引脚,并且配置设备在 Spirit 1 上显示的信息:

#include "Arduino.h" #include <OneButton.h> #include <WiFi.h> #include <SDDC_SDK_lib.h> #include <cJSON.h> #include <Wire.h> #define SDDC_CFG_PORT 680U // SDDC 协议使用的端口号 #define PIN_INPUT 0 // 选择 IO0 进行控制 #define ESP_TASK_STACK_SIZE 4096 #define ESP_TASK_PRIO 25 static const int sensor_in = A0; // 数据输入引脚 static const char* ssid = "EOS-000045"; // WiFi 名 static const char* password = "1234567890"; // WiFi 密码 const float AirValue = 3000; //初始化最大干燥 (传感器在空中的情况。这个需要根据你自己传感器情况初始化) const float WaterValue = 1400; //初始化最大湿度 (传感器放入水中的情况。这个需要根据你自己传感器情况初始化) int intervals = (AirValue - WaterValue) / 3; static int xTicksToDelay = 10000; // 周期延时时间 OneButton button(PIN_INPUT, true);

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这里填写设备的信息,方便在 Spirit 1 上查看和寻找你需要的设备:

/* * 当前设备的信息定义 */ DEV_INFO dev_info = { .name = "土壤湿度", .type = "device", .excl = SDDC_FALSE, .desc = "ESP-32S", .model = "1", .vendor = "inspiration-desktop", }; 1234567891011

回调函数注册

这是收到命令后回调函数注册的位置,在这里注册的函数才能被 SDK 正确的调用,执行正确的动作。

土壤湿度传感器输出 (get命令) 的土壤湿度是数字量,所以在 系统对象状态获取注册 中注册处理函数时,第二个参数需要设定为 DEV_NUM_TYPE,而 对应的处理函数是single_get_sensor。

/* * 系统对象状态获取注册 */ DEV_STATE_GET dev_state_get_reg[] = { {"soil_humidity", DEV_NUM_TYPE, single_get_sensor}, // 输出数字量,所以第二个参数为 DEV_NUM_TYPE }; 1234567

输入(set 命令)的上报时间间隔也是数字量,所以在 数字量设备对象函数与处理方法注册 中注册 “periodic_time” 命令处理函数。

/* * 数字量设备对象函数与处理方法注册 */ NUM_DEV_REGINFO num_dev[] = { {"periodic_time",periodic_time_set}, }; 1234567

因为没有其他输入,所以 显示设备对象函数与处理方法注册 和 IO设备对象设置函数与处理方法注册 为空。

/* * 显示设备对象函数与处理方法注册 */ DIS_DEV_REGINFO dis_dev[] = { }; /* * IO设备对象设置函数与处理方法注册 */ IO_DEV_REGINFO io_dev[] = { }; 12345678910111213

具体 SDK 的解析可以参考 同人逼死官方系列!基于sddc 协议的SDK框架 sddc_sdk_lib 解析 和 同人逼死官方系列!从 DDC 嗅探器到 sddc_sdk_lib 的数据解析

数据获取与发送流程

这里是我们自己编写的处理流程 ,可以根据你的需求自己更改,收到 set 命令或者 get 命令后根据上文注册的函数,进入对应的处理函数。

设备会监视传感器输出,然后根据设置的上报间隔定时上报土壤湿度数据,还可以主动发送 get 命令主动查询传感器当前数据:

/* * 周期上报函数 */ static void periodic_sensor_task(void *arg) { while(1) { // 任务创建之后,设定延时周期 printf("延时时间:%d",xTicksToDelay); delay(xTicksToDelay); // 调用主动数据上报函数 get_sensor(); delay(100); } // 已停止发送数据 Serial.printf("Soil humidity data OFFn"); } /* * 主动数据上报函数 */ static void report_sensor_state() { int sensorValue = 0; cJSON *value; cJSON *root; char *msg; value = cJSON_CreateArray(); root = cJSON_CreateObject(); sddc_return_if_fail(value); sddc_return_if_fail(root); sddc_return_if_fail(value); // 组装上报报文 cJSON_AddItemToArray(value, cJSON_CreateString("soil_humidity")); cJSON_AddItemToObject(root, "obj", value); // 将组装好的报文传给上报函数 msg = cJSON_Print(root); printf("定时上报: %sn",msg); object_report(root); cJSON_Delete(value); cJSON_free(msg); } /* * 设置周期等待时间 * 这是在上文注册的 set 命令处理函数 */ sddc_bool_t periodic_time_set(const uint64_t value) { printf("修改定时时间!n"); xTicksToDelay = value; return SDDC_TRUE; } /* * 单次获取数据 * 这是在上文注册的 get 命令处理函数 */ sddc_bool_t single_get_sensor(char *objvalue, int value_len) { // 计算湿度百分百 float value = 100 - (((analogRead(sensor_in))-WaterValue)/(AirValue - WaterValue))*100; if(value > 100) { value = 100; } snprintf(objvalue, value_len, "%f", value); return SDDC_TRUE; }

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代码写完之后烧录进去就完事了,和之前完全一样,点一下保存,然后上传OK,具体可以看之前的文档,我就懒得再写一遍啦 (/ω\)

总结

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土壤湿度传感器完美完成,接下来就是智慧浇水设备了,我马上就能摆脱每天都要浇水的日子了!

本文仅个人学习使用,如有错误,欢迎指正, ( ੭ ˙ᗜ˙ )੭谢谢老板!

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所属分类:花卉
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