关于arduino:2021爱智先行者人体存在感传感器

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【本文正在参加 ”2021 爱智先行者 - 征文大赛 ” 流动】https://mp.weixin.qq.com/s/I2…

上次说了在 智能灯光开关 的我说了在憋大招，那必定不会只有这点货色，那么明天咱们就来持续！之前 智能灯光开关和光照传感器 曾经简略的实现了一个小场景的设施搭建，然而这么好玩的点子怎么就只做这么简略的货色呢？那当然不行了啊，得搞事件！搞大事件！

之前的场景仅仅具备查看有没有关灯，并且近程关灯的性能，家里有没有其他人在家，是没方法感知到的，还是不够智能。摄像头又太简单太贵，于是我筹备寻找一个好使的传感器来感知，人的存在。

硬件抉择

首先，就是翼辉的 边缘计算机 Spirit 1 边缘计算机，这套环境都是建设在这个玩意的根底上。

还有祖传的安信可 ESP32S。

人体存在传感器

人体存在传感器方面困扰了我好一阵子，所以筹备专门讲一下这个传感器，我尝试了市面上很多人体传感器，常见的大都是 CW 多普勒体制 + 相似 bis0001 芯片 把信号放大进行检测，要么是青蛙眼，只能检测到静止，而且是大幅度静止（具体点：2 米间隔我甩手没用，得晃动身材。淘宝买到贼贵的那种）；要么是误报率极高，判断难度很高。都没方法简略的满足我的需要，我在打游戏的时候传感器检测不到我，把我灯关了岂不是很难堪？

不过最初我还是找到了一个好货色：阶跃时进的 HS2BC3A 这是一个毫米波传感器。这玩意可有意思了，采纳相似雷达的原理，向检测区域发射 24GHz 的 FMCW 无线电波，并接管区域内的所有静止、微动、极弱微动的指标反射的无线电波，经传感器零碎中的毫米波 MMIC 电路转换为电信号，并由数字信号算法处理单元进行信号处理（呼吸信号 提取算法），解算出指标信息（存在、微动、静止、静止等状态）。

这玩意实际上也是一个青蛙眼，也是通过检测到静止来判断，然而他精度能检测到人呼吸产生的静止，家喻户晓，人不呼吸就会死，所以这个问题也就不复存在了，而且不只是呼吸，包含人的很多大小动作也能被他精确的捕捉到（呼吸都能捕捉到，别说动动手指什么的了），而且还能够通过串口配置很多参数。我理论用起来成果十分棒。

HS2BC3A 能够说是老少皆宜，有简略的 IO 数字量输入满足根本应用需要，还有串口能够进行简单的配置和具体数据输入，串口具体输入甚至能追踪最多 8 个指标，报告指标的数量间隔与信噪比（与数据可靠性相干）。还能够批改模块探测间隔，灵敏度，输入模式，输入延时工夫（确定指标延时与指标失落延时），被动获取数据等性能，须要留神的一点是，串口的配置不影响 IO 口输入，敞开了串口上的被动上报并不会影响 IO 口输入。

因为这个模块太过敏感（HS2BC3A 探测范畴是 100°×100°，近距离探测范畴还会更大一些），在测试和调试的时候，倡议将灵敏度和探测间隔调整到最低，而后将输入延时工夫设置为最短，将模块搁置到高于头顶的地位，不便调试代码，要不然会始终检测到调试人员的存在，加上默认继续 15S 检测不到信号才会判断没人，导致我测试的时候始终没方法切换到无人状态，一度让我狐疑，是不是设施坏了。

理论应用的时候官网默认配置就挺好用（我装置在天花板上，大略 2 - 3 米高），一个传感器齐全能够笼罩主卧和客厅这些地位。手册上写最远 7 米，设置最多能够到 9 米，然而远距离探测角度会变窄。

不过官网手册上说因为是检测人体流动和呼吸，如果环境中有干扰源能够通过缩小灵敏度躲避，或者通过具体串口获取具体数据：点云指标输入 $JYRPO，这个信息蕴含了指标序号，指标间隔，指标信噪比等信息其中信噪比和可靠性无关，信噪比越大，代表以后检测到的指标可靠性越高，不便手动对数据进行筛选。

代码解析

获取代码

为了不便解说逻辑，我会打乱代码的程序可能还会进行裁剪，要是想间接拿代码跑的敌人能够间接去 灵感桌面的机密宝库 获取代码，或者间接 clone：

https://gitee.com/inspiration-desktop/DEV-lib-arduino.git

这次受限于篇幅，我就不在赘述代码获取了，代码在 human_body_induction 文件夹外面，如果有不会应用的敌人，能够参考上一篇文档：2021 爱智先行者—智能灯光开关 -CSDN 社区

设施管制命令：

通过 Spirit 1 的应用程序或者调试工具 嗅探器 向传感器设施发送的命令：

{
  "method": "get",
  "obj": ["rtgy"]
}

设施和协定初始化流程：

基于官网 demo 写的不须要做什么批改，次要是设施初始化，管脚配置，和协定初始化局部。

/*
 * 初始化传感器
 */
void sensor_init()
{
    // 初始化 GOIP 口为输出模式，接管传感器发送的信息 
    pinMode(sensor_in,INPUT);
    // 创立传感器工作，周期性传感器的数据并发送给 EdgerOS
    xTaskCreate(periodic_sensor_task, "periodic_sensor_task", ESP_TASK_STACK_SIZE, NULL, ESP_TASK_PRIO, NULL);

}

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

    // 初始化传感器
    sensor_init();

    // 革除一下按键状态机的状态
    button.reset();
  
    // 创立按键扫描线程，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);
    
    // 启动 WiFi 并且连贯网络
    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"); 
  
    // sddc 协定初始化
    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]);
    // 应用网卡 mac 地址设置设施惟一标识 UID
    sddc_set_uid(G_sddc, mac);
}

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

    // 销毁 SDDC 协定
    sddc_destroy(G_sddc);
}

配置设施信息

这部分代码能够配置 WiFi 名字和 WiFi 明码，要应用的引脚，并且配置设施在 Spirit 1 上显示的信息：

#define SDDC_CFG_PORT             680U             // SDDC 协定应用的端口号
#define PIN_INPUT                 0                // 抉择 IO0 进行管制
#define ESP_TASK_STACK_SIZE       4096
#define ESP_TASK_PRIO             25

static const int sensor_in  = 34;                  // 数据输出引脚

static const char* ssid     = "EOS-Tenda";         // WiFi 名
static const char* password = "1234567890";        // WiFi 明码

static int rtgy_state       = 1;
static int xTicksToDelay    = 1000;                // 周期延时工夫
  
OneButton button(PIN_INPUT, true);

/*
 *  零碎对象状态获取注册
 */
DEV_STATE_GET  dev_state_get_reg[] = {{"rtgy",   DEV_IO_TYPE,  get_sensor_state},
};

/*
 *  以后设施的信息定义
 */
DEV_INFO    dev_info = {
            .name     = "人体感应模块",
            .type     = "device.rtgy",
            .excl     = SDDC_FALSE,
            .desc     = "ESP-32S",
            .model    = "IDRTGY01B",
            .vendor   = "inspiration-desktop",
};

/*
 *   零碎注册对象汇聚
 */
SDDC_CONFIG_INFO sys_cfg = {
        .token             = "1234567890",            // 设施明码
        .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地位，在这里注册的函数能力被 SDK 正确的调用，执行正确的动作。

具体 SDK 的解析能够参考 同人逼死官网系列！基于 sddc 协定的 SDK 框架 sddc_sdk_lib 解析 和 同人逼死官网系列！从 DDC 嗅探器到 sddc_sdk_lib 的数据解析 

/* 
 *  数字量设施对象函数与解决办法注册
 */
NUM_DEV_REGINFO num_dev[] = {//        {"set_num_demo", demo},                          // 字符串为输出命令，demo 为命令处理函数

};

/*
 *  显示设施对象函数与解决办法注册
 */
DIS_DEV_REGINFO dis_dev[] = {//        {"set_dis_demo", demo},                          // 字符串为输出命令，demo 为命令处理函数

};

/*
 * IO 设施对象设置函数与解决办法注册
 */
IO_DEV_REGINFO io_dev[] = {//        {"set_io_demo", demo},                           // 字符串为输出命令，demo 为命令处理函数
          {"SW_ctrl", SW_ctrl},
};

/*
 *  零碎对象状态获取注册
 */
DEV_STATE_GET  dev_state_get_reg[] = {//        {"demo", DEV_NUM_TYPE, num_get_demo},           // demo 为输出命令，字符串为命令处理函数
//        {"demo", DEV_IO_TYPE, io_get_demo},
//        {"demo", DEV_DISPLAY_TYPE, dis_get_demo},
        {"rtgy",   DEV_IO_TYPE,  get_sensor_state},
};

数据获取与上报流程

这里是咱们本人编写的解决流程，能够依据你的需要本人更改，收到 set 或者 get 后依据后面的注册的函数，进入对应的处理函数。

 /*
  * 周期上报函数
  */
static void periodic_sensor_task(void *arg)
{
    int newval = 0;
    int oldval = 0;
    int i = 0;
    // 监控锁开启和敞开状态
    while(1)
    {newval = digitalRead(sensor_in);
        if (newval == 0) {i++;} else {
            i = 0;  
            rtgy_state = 1;
        }
        if(i > 15)
        {if (rtgy_state != 0){
                rtgy_state = 0;
                report_sensor_state();}
            i = 0; 
        } 
        
        // 工作创立之后，设定延时周期
        delay(xTicksToDelay);
    }
}

/* 
 *  被动数据上报函数
 */
static void report_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("rtgy"));   // 这里的字符串要和零碎对象状态获取注册构造体里的对应
    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);
}

/* 
 *  单次获取数据
 */
sddc_bool_t get_sensor_state(char *objvalue, int value_len)
{if(rtgy_state)
    {strncpy(objvalue, "ON", value_len);
    }else
    {strncpy(objvalue, "OFF", value_len);
    }
    
    return SDDC_TRUE;
}

总结

这只是最简略的通过读的利用，原本思考应用串口进行配置与获取具体数据的，然而在具体实现的时候遇到一点 BUG，就先用 IO 对付一下，之后有工夫再把简单功能完善。

正文完
arduino
发表至： arduino
2021-11-16
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