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WiFi-servo-controller

概述

本项目基于Arduino环境下的ESP32开发。使用ESP32及继电器对快速门电机控制器进行控制，并使用MQTT向本地服务器EMQX进行通讯。 如需修改，请先参阅乐鑫科技中的开发引导了解ESP32模组开发相关概念和乐鑫物联网开发框架。

调试过程可对接EMQX本地服务器，具体教程可参考这篇博客:图文手把手教程–ESP32 MQTT对接EMQX本地服务器(VSCODE+ESP-IDF)

首先从WiFi-servo-controllerGithub仓库获取项目资料，获取到的资料目录结构如下:

.根目录
├── Cloud Server
├── Hardware                           硬件资料
│   ├── BOM_V1_2023-08-09              硬件接线图
│   ├── BOM_V1_2023-08-09              物料清单
│   ├── Gerber_V1_2023-08-09           PCB制版文件
│   ├── PCB_V1_2023-08-09              PCB文件
│   └── SCH_Schematic_V1_2023-08-09    原理图文件
├── Software                           软件资料
│   ├── Example                        参考例程
│   │   ├── MQTT_connect.ino           MQTT连接例程
│   │   └── MQTT_control.ino           MQTT控制例程
│   └── main
│       └── main20230813.ino           ESP32代码
├── Fig                                图表
│   ├── architectureV2.jpg             系统整体架构图
│   └── software.jpg                   程序执行流程图
├── .git                               git仓库文件
├── .gitattributes                     git仓库文件
└── README.md

系统架构

硬件连接

继电器接口:

  • H6(上行端口) -> IO25
  • H7(下行端口) -> IO26
  • H8(停止端口) -> IO27

程序执行流程

通信协议

  1. 远程控制开关门:订阅MQTT开关门控制主题
  • 主题名称: DoorControl
  • 内容格式: DoorControl/ID/Sender/Operation
    其中:
  • DoorControl : 远程控制开关门：订阅MQTT开关门控制主题。
  • ID : 表示通讯板的ID，使用三位数字表示。( 001: 001号通讯板，031 : 031号通讯板)
  • Sender : 表示信息传输方。(TX:服务器传输给通讯板的指令,RX:通讯板传输给服务器的信息)
  • Operation : 表示此次信息执行的操作。(1: 开门, 0: 关门, -1: 停止)
    例如 :
    DoorControl/001/TX/1 表示001号通讯板接收到来自服务器的推送信息，执行相应的关门动作。通讯板返回信息DoorControl/001/RX/1
  1. 定时设置:订阅定时设置主题
  • 主题名称: TimerSetting
  • 内容格式: TimerSetting/ID/Sender/Operation/Hour/min
    其中:
  • TimerSetting : 远程控制开关门：订阅MQTT开关门控制主题。
  • ID : 表示通讯板的ID，使用三位数字表示。( 001: 1号通讯板，031 : 31号通讯板)
  • Sender : 表示信息传输方。(TX:服务器传输给通讯板的指令,RX:通讯板传输给服务器的信息)
  • Operation : 表示此次信息执行的操作。(1: 定时开启, 0: 定时关闭, -1: 关闭定时功能)
  • Group : 表示定时器设置的组别，一个通讯板默认设置十个定时器。(0~9: 定时组别)
  • Hour : 表示定时功能的时钟设置。(07: 7时XX分 , 11: 11时XX分)
  • min : 表示定时功能的分钟设置。(04: XX时04分, 59: XX时59分)
    例如:
    TimerSetting/001/TX/1/0/07/04 表示001号通讯板接收到来自服务器的推送信息，第0组定时器使能，在07:04时刻打开风门。通讯板返回信息TimerSetting/001/RX/1/0/07/04
    TimerSetting/001/TX/0/5/11/59 表示001号通讯板接收到来自服务器的推送信息，第5组定时器使能，在11:59时刻关闭风门。通讯板返回信息“TimerSetting/001/RX/0/5/11/59
    TimerSetting/001/TX/-1/9/11/59 表示001号通讯板接收到来自服务器的推送信息，第9组定时器关闭。通讯板返回信息TimerSetting/001/RX/-1/9/11/59
  1. 查询定时列表:查询通讯板定时设置主题
  • 主题名称: Listing
  • 信息格式: Listing/ID/TX
    其中:
  • Listing : 远程控制开关门：订阅MQTT开关门控制主题。
  • ID : 表示通讯板的ID，使用三位数字表示。( 001: 1号通讯板，031 : 31号通讯板)
  • Sender : 表示信息传输方。(TX:服务器传输给通讯板的指令,RX:通讯板传输给服务器的信息)

    例如:
    Listing/001/TX表示001号通讯板接收到来自服务器的推送信息。 通讯板返回信息Listing/ID/RX/Group1/state/hour/min/Group2/state/hour/min/Group3……
  1. 心跳包机制
    • 主题名称: Heartbeat
    • 信息格式: Heartbeat/ID/TX
      其中:
    • Heartbeat : 远程控制开关门：订阅MQTT开关门控制主题。
    • ID : 表示通讯板的ID，使用三位数字表示。( 001: 1号通讯板，031 : 31号通讯板)
    • Sender : 表示信息传输方。(TX:服务器传输给通讯板的指令,RX:通讯板传输给服务器的信息)

心跳包机制为接收到信息格式 Heartbeat/ID/TX的心跳请求时，返回Heartbeat/ID/RX的心跳信息

例如:
Heartbeat/001/TX表示001号通讯板接收到来自服务器的推送信息。
通讯板返回信息Heartbeat/ID/RX

修改WiFi信息

通讯板可通过两种方法修改内置WiFi信息

  1. 修改Software/main/main.ino中内置WiFi信息，并通过Arduino.ide烧录
 // WiFi
const char *ssid = "huangjiacheng"; // Enter your WiFi name
const char *password = "88888888";  // Enter WiFi password

用户需要根据采用的WiFi的具体信息进行适配操作

  1. 使用串口进行WiFi信息修改

使用CH340或其他USB转TTL模块连接ESP32通讯板与PC
PC上用户可通过任意串口调试软件推荐使用Arduino.ide
MCU通信串口硬件配置为：波特率115200、8位有效数据、无奇偶校验、1位停止位

串口接线:

  • PC – ESP32
  • TXD – IO9
  • RXD – IO10
  • GND – GND
<< changeWIFI\n
>> Enter your WiFi name
<< huangjiacheng
>> Enter your WiFi name
<< 88888888
>> OK

开发日记

  1. 看门狗饱和导致ESP32重启，注意esp32-timer-hal.c中定时器和中断函数是不可被阻塞的

解决方法：加个定时器标志位，在main中执行中断函数 参考博客： ESP32触发定时器中断后无限重启

  1. 隔次开机会有概率连接不上WiFi网络

导致原因未知
解决方法：使用ESP内置函数ESP.restore 在连接不上WiFi时,尝试重启ESP32

参考资料