Obsidian AI管理笔记

11_项目案例

5分钟阅读

11 - 项目案例

ESP32 实际项目实现

项目一：智能温湿度计

功能需求

  • 实时采集 DHT22 温湿度数据
  • OLED 显示屏实时显示
  • 数据上报至 MQTT 服务器
  • 按键切换显示/休眠模式

硬件清单

组件数量说明
ESP32 DEVKIT V11主控
DHT221温湿度传感器
OLED 0.96”1I2C 接口
轻触按键1GPIO0
电阻 10kΩ1上拉电阻

硬件连接

ESP32         DHT22         OLED          Button
GPIO4  ──────► Data         GPIO21 ──────► SDA
                           GPIO22 ──────► SCL
                           3.3V ────────► VCC
                           GND  ────────► GND
GPIO0  ──────► Button ─────┘

完整代码

#include <stdio.h>
#include <freertos/FreeRTOS.h>
#include <freertos/task.h>
#include <driver/gpio.h>
#include <driver/i2c.h>
#include <esp_wifi.h>
#include <esp_mqtt.h>
#include "dht.h"
#include "ssd1306.h"
 
#define DHT_PIN GPIO_NUM_4
#define I2C_SDA 21
#define I2C_SCL 22
#define MQTT_BROKER "mqtt://broker.emqx.io"
 
extern "C" void app_main(void)
{
    // 初始化 I2C
    i2c_init();
 
    // 初始化 DHT
    dht_init(DHT_PIN, DHT22);
 
    // 初始化 OLED
    ssd1306_init();
    ssd1306_clear();
    ssd1306_show_string(0, 0, "Smart Sensor", 16);
 
    // 初始化 WiFi 和 MQTT
    wifi_init_sta();
    mqtt_init(MQTT_BROKER);
 
    // 按键初始化
    gpio_set_direction(GPIO_NUM_0, GPIO_MODE_INPUT);
 
    float temp, humi;
    char buf[32];
 
    while (1) {
        // 读取温湿度
        if (dht_read_float(DHT_PIN, &humi, &temp) == ESP_OK) {
            // OLED 显示
            snprintf(buf, sizeof(buf), "Temp: %.1f C", temp);
            ssd1306_show_string(0, 2, buf, 16);
            snprintf(buf, sizeof(buf), "Humi: %.1f %%", humi);
            ssd1306_show_string(0, 4, buf, 16);
 
            // MQTT 上报
            snprintf(buf, sizeof(buf), "{\"temp\":%.1f,\"humi\":%.1f}", temp, humi);
            mqtt_publish("esp32/sensor/data", buf);
        }
 
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000));
    }
}

项目二：WiFi 门铃

功能需求

  • 按钮触发门铃
  • 播放音乐提示
  • 发送推送通知到手机
  • 拍照功能 (可选)

硬件清单

组件说明
ESP32-CAM集成摄像头
蜂鸣器有源蜂鸣器
轻触按钮门铃按键

代码实现

#include "esp_http_client.h"
#include "esp_camera.h"
 
#define BUTTON_GPIO GPIO_NUM_2
#define BEEP_GPIO   GPIO_NUM_4
 
void beep_play(void)
{
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        gpio_set_level(BEEP_GPIO, 1);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(200));
        gpio_set_level(BEEP_GPIO, 0);
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));
    }
}
 
void send_notification(void)
{
    // 调用 IFTTT Webhook 或自定义服务
    esp_http_client_config_t config = {
        .url = "https://maker.ifttt.com/trigger/doorbell/with/key/YOUR_KEY"
    };
    esp_http_client_handle_t client = esp_http_client_init(&config);
    esp_http_client_perform(client);
    esp_http_client_cleanup(client);
}
 
void button_task(void *arg)
{
    while (1) {
        if (gpio_get_level(BUTTON_GPIO) == 0) {
            vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(50));  // 消抖
            if (gpio_get_level(BUTTON_GPIO) == 0) {
                beep_play();
                send_notification();
            }
            while (gpio_get_level(BUTTON_GPIO) == 0) {
                vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));
            }
        }
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));
    }
}

项目三：智能家庭气象站

功能清单

  • 温湿度采集 (DHT22)
  • 气压监测 (BMP280)
  • 光照强度 (BH1750)
  • PM2.5 监测 (PMS5003)
  • 数据存储 (SD卡)
  • 云端上报 (MQTT)

系统架构

┌─────────────────────────────────────────────┐
│               ESP32 气象站                   │
├─────────────────────────────────────────────┤
│  传感器层                                     │
│  ┌──────┐ ┌──────┐ ┌──────┐ ┌──────┐       │
│  │DHT22 │ │BMP280│ │BH1750│ │PMS5003│      │
│  └──┬───┘ └──┬───┘ └──┬───┘ └──┬───┘       │
│     │        │        │        │            │
├─────┴────────┴────────┴────────┴────────────┤
│  数据处理层                                   │
│  ┌──────────────────────────────────────┐   │
│  │        数据融合与格式转换             │   │
│  └──────────────────────────────────────┘   │
├─────────────────────────────────────────────┤
│  存储层         │  网络层                    │
│  ┌──────┐      │  ┌──────┐                 │
│  │SD卡  │      │  │MQTT  │                 │
│  └──────┘      │  └──────┘                 │
└────────────────┴───────────────────────────┘

数据结构

typedef struct {
    float temperature;   // 温度 (℃)
    float humidity;      // 湿度 (%)
    float pressure;      // 气压 (Pa)
    float pm25;          // PM2.5 (μg/m³)
    uint32_t lux;        // 光照 (lux)
    uint32_t timestamp;  // 时间戳
} weather_data_t;

项目四：智能灯光控制

功能

  • WiFi 控制 RGB 灯带
  • 手机 App 远程调节
  • 预设场景模式
  • 语音控制兼容 (Alexa/小爱)

控制板设计

ESP32
 │
 ├─ GPIO2  ───► R (PWM)
 ├─ GPIO4  ───► G (PWM)
 ├─ GPIO15 ───► B (PWM)
 │
 └─ GPIO13 ───► 继电器控制 (220V灯带)

MQTT 主题

主题用途
home/lights/set设置灯光
home/lights/status状态反馈
home/lights/scene场景切换

控制协议

// 发送
{
  "device": "bedroom_light",
  "r": 255,
  "g": 128,
  "b": 64,
  "brightness": 80,
  "effect": "solid"
}
 
// 响应
{
  "device": "bedroom_light",
  "status": "ok",
  "r": 255,
  "g": 128,
  "b": 64
}

项目模板

基本项目结构

project/
├── main/
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── main.c
│   └── Kconfig.projbuild
├── components/
│   ├── sensor/
│   │   ├── CMakeLists.txt
│   │   ├── sensor.c
│   │   └── include/sensor.h
│   └── network/
│       ├── CMakeLists.txt
│       ├── network.c
│       └── include/network.h
├── test/
└── README.md

CMakeLists.txt 示例

idf_component_register(
    SRCS
        "main.c"
        "components/sensor/sensor.c"
        "components/network/network.c"
    INCLUDE_DIRS
        "."
        "components/sensor/include"
        "components/network/include"
    REQUIRES
        esp_wifi
        esp_mqtt
        driver
)

参考资源

相关链接

反向链接

进阶学习

关系图谱

反向链接