從零開始 DIY 智能家居 – 基於 ESP32 的智能紫外線傳感器模塊
前言
做了這麼多傳感器都是自己玩，這次家裡人看不下去了，非得讓我整一個紫外線傳感器，出門前看看紫外線強度（嚴正聲明：我不是個單身狗！！！(¬◡¬)✧）我看了一下網上還真有合適的模塊，於是就整了一個。這次我們就來做一個智能紫外線傳感器。
硬件選擇
萬能不變,便宜好用的（其實最近發現好像也沒這麼好用，但是確實便宜）的安信可 ESP32S 。
紫外線傳感器選擇的是微雪的數字UV紫外線傳感器 UV Sensor C，42塊錢有點小貴QWQ，但是可以直接獲取紫外線強度，不需要自己用模擬量算了，響應波長在280-430nm，官方資料也很完善齊全。
以及我們設備的外置思考迴路 – 翼輝 Spirit 1 邊緣計算機。
二、使用步驟
獲取代碼
為了方便講解邏輯，我會打亂代碼的順序可能還會進行裁剪，要是想直接拿代碼跑的朋友可以直接去 靈感桌面的秘密寶庫 獲取代碼，或者直接 clone：
//gitee.com/inspiration-desktop/DEV-lib-arduino.git
下載或者 clone代碼後這次用到的是這個四個文件夾：
cjson：我移植的 cjson 庫，就是標準的 cjson 庫，放到 arduino 安裝目錄下的 libraries 文件夾里，百度一下 cjson 的函數使用就行了。
libsddc：是我移植自官方的SDDC庫和自己寫的 SDK，也是放入 libraries 文件夾里就行。裏面是 SDDC 協議的處理函數，我們不用管。
Waveshare_UV_C: 是微雪官方提供的語音播報模塊的庫，不過這個庫有一點點不同，是給 AVR 架構的芯片做的，編譯的時候會彈出一個警告：
不過我看了一下庫裏面的內容，除了一個好像沒有用上的 INT_PIN 定義，其他的應該都能正常使用。
另外在加載庫的時候需要選擇 Waveshare：
demo 文件夾裏面就是我們各種傳感器的 demo 代碼了：
紅圈的 LTR390UV_sddc_sdk_demo文件夾裏面就是我們代碼，點進去就能看見 LTR390UV_sddc_sdk_demo.ino 文件，雙擊文件會自動啟動 arduino-IDE 打開代碼。在工具 -> 端口 選擇對應的 COM 口然後點擊上傳就可以把代碼燒錄到板子里：
具體 arduino 使用教程可以看我之前的文章 arduino開發指導 和 手把手帶你 arduino 開發：基於ESP32S 的第一個應用-紅外測溫槍（帶引腳圖）
設備控制命令：
通過 Spirit 1 的應用程序或者嗅探器 向傳感器設備發送的命令：
獲取紫外線強度數據
{
"method": "get",
"obj": ["UV"]
}
設備和協議初始化流程：
基於官方 demo 寫的不需要做什麼修改，主要是設備初始化，管腳配置，和協議初始化部分。
/*
* 初始化傳感器
*/
void sensor_init()
{
// 初始化I2C
if(LTR390_Init() != 0)
{
Serial.print("LTR390 init err!!!");
while(1);
}
LTR390_SetIntVal(5, 20);
pinMode(INT_OUT, INPUT);
// 創建傳感器任務，周期性傳感器的數據並發送給 EdgerOS
xTaskCreate(UV_sensor_task, "UV_sensor_task", ESP_TASK_STACK_SIZE, NULL, ESP_TASK_PRIO, NULL);
}
void setup() {
byte mac[6];
Serial.begin(115200);
Serial.setDebugOutput(true);
Serial.println();
sensor_init();
// 清除一下按鍵狀態機的狀態
button.reset();
// 創建按鍵掃描線程，長按 IO0 按鍵，鬆開後ESP32 將會進入 SmartConfig 模式
sddc_printf("長按按鍵進入 Smartconfig...\n");
button.attachLongPressStop(esp_io0_key_task);
xTaskCreate(esp_tick_task, "button_tick", ESP_TASK_STACK_SIZE, NULL, ESP_TASK_PRIO, NULL);
// 啟動 WiFi 並且連接網絡
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
{
delay(500);
Serial.print(".");
}
// 獲取並打印 IP 地址
Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected");
Serial.print("'ip :");
Serial.print(WiFi.localIP());
Serial.println("' to connect");
// sddc協議初始化
sddc_lib_main(&sys_cfg);
// 獲取並打印網卡 mac 地址
WiFi.macAddress(mac);
sddc_printf("MAC addr: %02x:%02x:%02x:%02x:%02x:%02x\n",
mac[5], mac[4], mac[3], mac[2], mac[1], mac[0]);
// 使用網卡 mac 地址設置設備唯一標識 UID
sddc_set_uid(G_sddc, mac);
}
void loop() {
// 運行 SDDC 協議循環
while (1)
{
sddc_printf("SDDC running...\n");
sddc_run(G_sddc);
sddc_printf("SDDC quit!\n");
}
// 銷毀 SDDC 協議
sddc_destroy(G_sddc);
}
配置設備信息
這部分代碼可以配置 WiFi 名字和 WiFi 密碼，要使用的引腳，並且配置設備在 Spirit 1 上顯示的信息：
#define SDDC_CFG_PORT 680U // SDDC 協議使用的端口號
#define PIN_INPUT 0 // 選擇 IO0 進行控制
#define ESP_TASK_STACK_SIZE 4096
#define ESP_TASK_PRIO 25
#define INT_OUT 14 // 選擇 IO14 中斷輸出
static const char* ssid = "EOS-Tenda"; // WiFi 名
static const char* password = "1234567890"; // WiFi 密碼
static double UV;
OneButton button(PIN_INPUT, true);
/*
* 當前設備的信息定義
*/
DEV_INFO dev_info = {
.name = "紫外線感器",
.type = "device.UV",
.excl = SDDC_FALSE,
.desc = "ESP-32S + LTR390UV",
.model = "IDUV01B",
.vendor = "inspiration-desktop",
};
/*
* 系統註冊對象匯聚
*/
SDDC_CONFIG_INFO sys_cfg = {
.token = "1234567890", // 設備密碼
.devinfo = &dev_info,
.io_dev_reg = io_dev,
.io_dev_reg_num = ARRAY_SIZE(io_dev),
.num_dev_reg = num_dev,
.num_dev_reg_num = ARRAY_SIZE(num_dev),
.state_get_reg = dev_state_get_reg,
.state_get_reg_num = ARRAY_SIZE(dev_state_get_reg),
.dis_dev_reg = dis_dev,
.dis_dev_num = ARRAY_SIZE(dis_dev),
};
回調函數註冊
這是收到命令後回調函數註冊的位置，在這裡註冊的函數才能被 SDK 正確的調用，執行正確的動作。
具體 SDK 的解析可以參考 同人逼死官方系列！基於sddc 協議的SDK框架 sddc_sdk_lib 解析 和 同人逼死官方系列！從 DDC 嗅探器到 sddc_sdk_lib 的數據解析
/*
* 數字量設備對象函數與處理方法註冊
*/
NUM_DEV_REGINFO num_dev[] = {
// {"set_num_demo", demo}, // 字符串為輸入命令，demo為命令處理函數
};
/*
* 顯示設備對象函數與處理方法註冊
*/
DIS_DEV_REGINFO dis_dev[] = {
// {"set_dis_demo", demo}, // 字符串為輸入命令，demo為命令處理函數
};
/*
* IO設備對象設置函數與處理方法註冊
*/
IO_DEV_REGINFO io_dev[] = {
// {"set_io_demo", demo}, // 字符串為輸入命令，demo為命令處理函數
};
/*
* 系統對象狀態獲取註冊
*/
DEV_STATE_GET dev_state_get_reg[] = {
{"UV", DEV_NUM_TYPE, single_get_sensor},
// {"demo", DEV_NUM_TYPE, num_get_demo}, // demo為輸入命令，字符串為命令處理函數
// {"demo", DEV_IO_TYPE, io_get_demo},
// {"demo", DEV_DISPLAY_TYPE, dis_get_demo},
};
數據獲取與上報流程
這裡是我們自己編寫的處理流程 ，可以根據你的需求自己更改，收到 set 或者 get 後根據前面的註冊的函數，進入對應的處理函數。
static void UV_sensor_task(void *arg)
{
double val = 0;
while(1)
{
val = LTR390_UVS();
UV = val;
if(digitalRead(8) == 1){
Serial.print("UV = ");
Serial.println(UV);
}
delay(300);
}
}
/*
* 單次獲取數據
*/
sddc_bool_t single_get_sensor(char *objvalue, int value_len)
{
double value = UV;
snprintf(objvalue, value_len, "%lf", value);
return SDDC_TRUE;
}
總結
剛才拿去試了一下，外面紫外線強度居然有9！我查了一下：
當紫外線為最弱（0 ~ 2級）時對人體無太大影響，外出時戴上太陽帽即可；紫外線達3 ~ 4級時，外出時除戴上太陽帽外還需備太陽鏡，並在身上塗上防晒霜，以避免皮膚受到太陽輻射的危害；當紫外線強度達到5 ~ 6級時，外出時必須在陰涼處行走；紫外線達7 ~ 9級時，在上午10時至下午4時這段時間最好不要到沙灘場地上曬太陽；當紫外線指數大於等於10時，應盡量避免外出，因為此時的紫外線輻射極具有傷害性。
以前完全沒有注意過！沒到我們這紫外線強度這麼高！
