手把手搭建自己的智能家居 -- 智能红外人体传感器

前言

自从有了 Spirit 1 这个超便宜的个人智能设备服务器,就可以自己在家制作智能家居设备,简直就是DIY党的福音!ヾ(●゜ⅴ゜)ノ 棒棒哒!

上次做了一个 智能红外测温模块 感觉真有意思,有点上头了,满脑子寻思着还能做点啥玩玩,发现手边正好有一个红外人体传感器,感应进入范围的人体红外信号,输出数字量0 1,可以直接接入 arduino ,这东西感觉可以配合很多其他的设备实现 combos。这次就简单的来做一个智能红外人体传感器吧!
ヾ(✿゚▽゚)ノ

硬件选择

开发板选择和之前的 红外测温枪 完全一致,安信可 ESP32S 开发板,至于我为什么选择这个开发板,或者想选择了解其他开发板的朋友可以看 arduino开发指导手把手带你 arduino 开发:基于ESP32S 的第一个应用-红外测温枪(带引脚图)里面有我推荐这块开发板的原因和 arduino 开发入门,肯定能帮助你从零开始学习arduino。
绝对不是想拯救那可悲的阅读量!绝对不是!(拍桌子,震声!︵╰(‵□′)╯︵┻━┻)

而传感器部分我选择了 HC-SR501 人体红外感应电子模块 原因嘛,便宜 (=´ω`=)才五块钱。要是我有钱也不用自己搭建智能家居环境了
手把手搭建自己的智能家居 -- 智能红外人体传感器_第1张图片

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

这次用到的是这个三个文件夹:
手把手搭建自己的智能家居 -- 智能红外人体传感器_第2张图片
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:
手把手搭建自己的智能家居 -- 智能红外人体传感器_第3张图片
红圈的 XKC_sddc_sdk_demo 文件夹里面就是我们代码,点进去就能看见 XKC_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:
手把手搭建自己的智能家居 -- 智能红外人体传感器_第4张图片
具体 arduino 使用教程可以看我之前的文章 arduino开发指导手把手带你 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:

由 Spirit 1 的应用程序或者嗅探器 向传感器设备发送的命令

{
  "method": "get",          // 获取传感器当前状态,可以主动查询传感器前是否有人
  "obj": ["proximity"]
}

设备和协议初始化流程:

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

/*
 * 初始化传感器
 */
void sensor_init()
{
    // 初始化 GOIP 口为输入模式,接收传感器发送的信息 
    pinMode(sensor_in,INPUT);
}

void setup() {
    byte mac[6];
    Serial.begin(115200);
    Serial.setDebugOutput(true);
    Serial.println();

    // 初始化传感器
    sensor_init();
    
    // 启动 WiFi 并且连接网络
    WiFi.begin(ssid, password);
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 
    {
        delay(500);
        Serial.print(".");
    }
  
    // 获取并打印 IP 地址
    Serial.println("");
    Serial.println("WiFi connected");
    Serial.print("'ip :");
    Serial.print(WiFi.localIP());
    Serial.println("' to connect"); 
  
    // 清除一下按键状态机的状态
    button.reset();
  
    // 创建按键扫描线程,长按 IO0 按键,松开后ESP32 将会进入 SmartConfig 模式
    sddc_printf("长按按键进入 Smartconfig...\n");
    button.attachLongPressStop(esp_io0_key_task);
    xTaskCreate(esp_tick_task, "button_tick", ESP_TASK_STACK_SIZE, NULL, ESP_TASK_PRIO, NULL);

    // sddc协议初始化
    sddc_lib_main(&sys_cfg);

    // 获取并打印网卡 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]);
    // 使用网卡 mac 地址设置设备唯一标识 UID
    sddc_set_uid(G_sddc, mac);
}

void loop() {
    // 运行 SDDC 协议循环
    while (1) 
    {
        sddc_printf("SDDC running...\n");
        sddc_run(G_sddc);
        sddc_printf("SDDC quit!\n");
    }

    // 销毁 SDDC 协议
    sddc_destroy(G_sddc);
}

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        
#include 
#include 
#include 
#include 


#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 = 34;                   // 数据输入引脚

static const char* ssid = "TP-LINK_54F9C2";        // WiFi 名
static const char* password = "1234567890";        // WiFi 密码


static  int xTicksToDelay = 100;                   // 周期延时时间
  
OneButton button(PIN_INPUT, true);

/*
 *  当前设备的信息定义
 */
DEV_INFO    dev_info = {
            .name     = "红外人体传感器",
            .type     = "sensor",
            .excl     = SDDC_FALSE,
            .desc     = "ESP-32S",
            .model    = "1",
            .vendor   = "灵感桌面",
};

/*
 *   系统注册对象汇聚
 */
SDDC_CONFIG_INFO sys_cfg = {
        .token             = "1234567890",            // 设备密码
        .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。

简单举个例子就是收到 get 命令后 会根据命令中的 OBJ 中的 proximity字段 去系统对象状态获取注册位置寻找 proximity字段 然后调用 proximity字段 对应的回调函数 single_get_sensor:

/* 
 *  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},

};

/*
 *  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[] = {

};

/*
 *  系统对象状态获取注册
 */
DEV_STATE_GET  dev_state_get_reg[] = {
        {"proximity", DEV_IO_TYPE, single_get_sensor},     // 这里的字符串要和处理注册函数内部对应
};

数据获取与发送流程

我们自己编写的业务处理流程 ,收到 set 或者 get 后根据前面的注册的函数,进入对应的处理函数。
设备会检测传感器状态变化,当有人靠近或者离开就会主动上报,还可以主动发送 get 命令主动查询传感器当前状态:

 /*
  * 上报函数
  */
static void periodic_sensor_task(void *arg)
{
    int newval = 0;
    int oldval = 0;

    // 监控锁开启和关闭状态
    while(1)
    {
      newval = digitalRead(sensor_in);
            
      if(newval != oldval)
      {
          get_sensor();
      } 
      oldval = newval;
      // 任务创建之后,设定延时周期
      delay(xTicksToDelay);
     }
}



/* 
 *  获取传感器状态函数
 */
static void get_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);
      
    // 获取传感器数据
    cJSON_AddItemToArray(value, cJSON_CreateString("proximity"));   // 这里的字符串要和系统对象状态获取注册结构体里的对应
    cJSON_AddItemToObject(root, "obj", value);
      
    // 发送数据给 EdgerOS
    msg = cJSON_Print(root);
    printf("触发上报: %s\n",msg);
    object_report(root);
      
    cJSON_Delete(value);
    cJSON_free(msg);
}

/* 
 *  设置周期等待时间
 */
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
 */
sddc_bool_t single_get_sensor(char *objvalue, int value_len)
{
    if(digitalRead(sensor_in))
    {
        strncpy(objvalue, "ON", value_len);
    }else
    {
      strncpy(objvalue, "OFF", value_len);
    }
        return SDDC_TRUE;
}
 

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\)

效果展示

打开我们之前写的 设备通信测试程序 输入命令可以看到确实收到了传感器返回的状态!ヾ(゚∀゚ゞ) 不过单独这一个传感器没啥用,得接入更多的设备相互配合形成场景才行(๑>ڡ<)✿
手把手搭建自己的智能家居 -- 智能红外人体传感器_第5张图片

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