电脑智能限时（六）— 初步完成

ESP8266 2022年1月11日

前言

  • 初步功能已经实现
  • arduino ide编程效率不高，代码长点就麻烦，所以改用vscode了，配置很简单，在arduino ide正常使用的情况下安装vscode的arduino插件，设置目录即可
  • vscode显示串口信息不支持中文，所以print的字符串都改成英文了，反正也都是些小学英语
  • 本次更新后已经可以测试使用了，细节问题需要在使用中发现修改，俗称debug

运行逻辑

  1. esp8266设定距离阈值，发生改变时上传数据给thingsboard，数据包含距离，总时长，单次时长，休息时长
  2. thingsboard收到报文后判断周末9:30 – 21:30期间，可以使用4小时，单次最长1小时，必须休息10分钟
  3. thingsboard发反馈报文给esp8266，红灯表示当天不可以使用，蓝灯表示必须休息，绿灯表示可以使用，无人时灯灭
  4. esp8266接收到反馈报文后执行点灯，并且根据状态统计总时长，单次时长，休息时长

TB规则链

  • 判断是否周末
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var now = new Date();
var day = now.getDay();
var weeks = new Array(7, 1, 2, 3, 4, 5, 6);
var week = weeks[day];
return week > 5;
 
  • 判断时间段
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var myDate = new Date();
var h = myDate.getHours();
var m = myDate.getMinutes();
var result = true;
if (h > 8 && h < 22){
    if (h == 9 && m < 30){
        result = false;
    }else if (h == 21 && m > 30){
        result = false;
    }else{
        result = true;
    }
}else{
    result = false;
}
return result;
 

已知问题

  1. 清洗无效数据的逻辑有点绕，代码写得有点狂野，不是很友好
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  if (lastDistance > THD && distance < THD) <em>// 检测到人</em>
  {
    while (devTime < 5000)  <em>// 5秒内数据稳定</em>
      {
        delay(500);  <em>// 等待200毫秒</em>
        devTime += 500;
        ranging();
        if (distance > THD) {  <em>// 距离数据改变则不上报</em>
          goto COUNT;
        }
      }
    tbPublish();  <em>// 上报数据 </em>
  }else if(lastDistance < THD && distance > THD)  <em>// 离开</em>
  {
    while (devTime < 5000)  <em>// 5秒内数据稳定</em>
      {
        delay(500);  <em>// 等待200毫秒</em>
        devTime += 500;
        ranging();
        if (distance < THD) {  <em>// 距离数据改变则不上报</em>
          goto COUNT;
        }
      }
    tbPublish();  <em>// 上报数据 </em>
  }
 
  1. 统计时间的代码if嵌套多了点
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COUNT: <em>// 统计时长</em>
  if (g_val == 1024){
    onceTime = millis() - beginTime + shortTime;
    if ((onceTime > 3600000) || (playTime+onceTime > 14400000))
    {  <em>// 单次1或总长4超时</em>
        playTime += onceTime;  <em>// 总时长</em>
        restTime = 0;   <em>// 清空休息时间</em>
        tbPublish();  <em>// 上报数据</em>
        }
      }else if (b_val == 1024)
      {
        restTime = millis() - restBegin;
        if (restTime > 600000){  <em>// 休息10分钟</em>
            tbPublish();  <em>// 上报数据</em>
          }
      }
 

ESP8266完整代码

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#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
#include <ArduinoJson.h>
 
<em>// 设置wifi信息</em>
const char* ssid = "g*****";
const char* password = "******";
const char* mqttServer = "www.weishadian.com";
 
<em>// 建立wifi和mqtt对象</em>
WiFiClient wifiClient;
PubSubClient mqttClient(wifiClient);
 
const char* client_ID = "any20211128145527";                <em>// id可以任意</em>
const char* mqttUserName = "QidR*******vQMW";  <em>// 设备令牌，token</em>
const char* mqttPassword = "";                      <em>// 密码为空</em>
 
char dataTemplate[] = "{\"distance\": %.2f, \"onceTime\": %d, \"playTime\": %d, \"restTime\": %d}";  <em>// 简单信息模板</em>
char attrData[] = "{\"deviceName\": \"boyPC\"}";  <em>// 简单信息模板</em>
char postData[100];    <em>// 报文</em>
 
<em>// 主题</em>
char topic[] = "v1/devices/me/telemetry";    <em>// 发布遥测数据的主题</em>
char rpcTopic[] = "v1/devices/me/rpc/request/+"; <em>// rpc主题</em>
 
<em>// 超声波引脚</em>
#define trigPin D1
#define echoPin D2
 
<em>// rgb灯引脚</em>
#define r D5
#define g D6
#define b D7
 
<em>// 声明时间和距离的变量</em>
float duration;
float distance;
float lastDistance = 0;
 
<em>// 记录时间</em>
int beginTime = 0;  <em>// 开始时间</em>
int shortTime = 0;    <em>// 中途离开时间</em>
int restBegin = 0;  <em>// 开始休息</em>
int playTime = 0;   <em>// 总时长</em>
int onceTime = 0;   <em>// 单次时长</em>
int restTime = 9999999;   <em>// 休息时长</em>
 
<em>// 状态</em>
int r_val = 0;
int g_val = 0;
int b_val = 0;
 
<em>// 距离阈值</em>
unsigned int THD = 60;    <em>// 60cm</em>
unsigned int devTime;    <em>// 误差检测时长</em>
 
DynamicJsonDocument doc(200);   <em>// 服务器报文存储</em>
 
void setup(){
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(r, OUTPUT);
  pinMode(g, OUTPUT);
  pinMode(b, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  wifiAndMqtt();
  }
 
void loop(){
  <em>// 检查MQTT连接状态</em>
  if (!mqttClient.connected()) {
    WiFi.disconnect();    <em>// 断开wifi</em>
    Serial.println("Disconnect,Reconnect after 5 seconds...");
    delay(5000);
    wifiAndMqtt();
    Serial.println("Reconnect successfully!");
  }
 
  <em>// 处理信息以及心跳</em>
  mqttClient.loop();
 
  ranging();  <em>// 测距</em>
  devTime = 0;
  if (lastDistance > THD && distance < THD) <em>// 检测到人</em>
  {
    while (devTime < 5000)  <em>// 5秒内数据稳定</em>
      {
        delay(500);  <em>// 等待200毫秒</em>
        devTime += 500;
        ranging();
        if (distance > THD) {  <em>// 距离数据改变则不上报</em>
          goto COUNT;
        }
      }
    tbPublish();  <em>// 上报数据 </em>
  }else if(lastDistance < THD && distance > THD)  <em>// 离开</em>
  {
    while (devTime < 5000)  <em>// 5秒内数据稳定</em>
      {
        delay(500);  <em>// 等待200毫秒</em>
        devTime += 500;
        ranging();
        if (distance < THD) {  <em>// 距离数据改变则不上报</em>
          goto COUNT;
        }
      }
    tbPublish();  <em>// 上报数据 </em>
  }
 
  COUNT: <em>// 统计时长</em>
  if (g_val == 1024){
    onceTime = millis() - beginTime + shortTime;
    if ((onceTime > 3600000) || (playTime+onceTime > 14400000))
    {  <em>// 单次1或总长4超时</em>
        playTime += onceTime;  <em>// 总时长</em>
        restTime = 0;   <em>// 清空休息时间</em>
        tbPublish();  <em>// 上报数据</em>
        }
      }else if (b_val == 1024)
      {
        restTime = millis() - restBegin;
        if (restTime > 600000){  <em>// 休息10分钟</em>
            tbPublish();  <em>// 上报数据</em>
          }
      }
  delay(1000);
}
 
<em>// 超声波测距函数</em>
void ranging(){   <em>// 这里不需要返回值，因为使用的都是全局变量</em>
  <em>// 清除trig的任务，防止trig处于高电平状态</em>
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
 
  <em>// 拉高trig发射一个持续10微秒的超声波</em>
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
 
  <em>// 读取echo的检测HIGH脉冲信号，返回持续时间，单位是微秒</em>
  duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
 
  <em>// 计算距离，设置声速为0.034262 cm/s</em>
  distance= duration*0.034262/2.0;
  Serial.println(distance);
  }
 
<em>// 收到信息后的回调函数</em>
void receiveCallback(char* topic, byte* payload, unsigned int length) {
  Serial.print("Topic: [");
  Serial.print(topic);
  Serial.print("] ");
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    Serial.print((char)payload[i]);
  }
  Serial.println("");
  Serial.print("Top Size(Bytes) ");
  Serial.println(length);
 
  <em>// 反序列化报文</em>
  deserializeJson(doc, payload);
  r_val = doc["params"]["D5"].as<int>();
  g_val = doc["params"]["D6"].as<int>();
  b_val = doc["params"]["D7"].as<int>();
  if (g_val == 1024){  <em>// 开始使用</em>
    beginTime = millis(); <em>// 开始计时</em>
    restBegin = 0;  <em>// 清空开始休息计时</em>
    }else if (b_val == 1024 && restTime == 0)
    {
      restBegin = millis(); <em>// 开始休息计时</em>
      onceTime = 0; <em>// 清空单次时长</em>
      }else if((r_val + g_val + b_val) == 0 && onceTime > 0){  <em>// 离开停止计时</em>
        shortTime += millis() - beginTime;
      }
 
  analogWrite(r, r_val);
  analogWrite(g, g_val);
  analogWrite(b, b_val);
}
 
<em>// wifi和mqtt连接</em>
void wifiAndMqtt(){
  <em>//设置为无线终端模式</em>
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, password); <em>// 连接WiFi</em>
  <em>//等待WiFi连接,成功连接后输出成功信息</em>
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
  }
  <em>// 设置MQTT服务器和端口号</em>
  mqttClient.setServer(mqttServer, 1883);   <em>// 明文模式</em>
  mqttClient.setCallback(receiveCallback);  <em>// 收到报文的回调函数</em>
  mqttClient.connect(client_ID, mqttUserName, mqttPassword); <em>// 连接mqtt服务器</em>
  while (!mqttClient.connected()){
    delay(1000);
    }
<em>//  mqttClient.subscribe(attrResponse, 0);  // 订阅主题</em>
  mqttClient.subscribe(rpcTopic, 0);  <em>// 订阅主题</em>
  }
 
<em>// 发送报文</em>
void tbPublish(){
    lastDistance = distance;
    snprintf(postData, 100, dataTemplate, distance, onceTime, playTime, restTime); <em>// 格式化报文</em>
    Serial.print("Up Data:");
    Serial.println(postData);
    Serial.println(distance);
    mqttClient.publish(topic, (uint8_t *)postData, strlen(postData));
    Serial.println("-------------");
  }
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