【本文正在參與"2021愛智先行者-征文大賽"活動】https://mp.weixin.qq.com/s/I2s99dZpbP0QpMiKFneYJA
上次說了在 智能燈光開關 的我說了在憋大招，那肯定不會只有這點東西，那么今天我們就來繼續！之前 智能燈光開關和光照傳感器 已經簡單的完成了一個小場景的設備搭建，但是這么好玩的點子怎么就只做這么簡單的東西呢？那當然不行了啊，得搞事情！搞大事情！
之前的場景僅僅具備檢查有沒有關燈，並且遠程關燈的功能，家里有沒有其他人在家，是沒辦法感知到的，還是不夠智能。攝像頭又太復雜太貴，於是我准備尋找一個好使的傳感器來感知，人的存在。
硬件選擇
首先，就是翼輝的 邊緣計算機 Spirit 1 邊緣計算機，這套環境都是建立在這個玩意的基礎上。
還有祖傳的安信可 ESP32S 。
人體存在傳感器
人體存在傳感器方面困擾了我好一陣子，所以准備專門講一下這個傳感器，我嘗試了市面上很多人體傳感器，常見的大都是CW多普勒體制+類似bis0001芯片 把信號放大進行檢測，要么是青蛙眼，只能檢測到運動，而且是大幅度運動（具體點：2米距離我甩手沒用，得晃動身體。淘寶買到賊貴的那種 ）；要么是誤報率極高，判斷難度很高。都沒辦法簡單的滿足我的需求，我在打游戲的時候傳感器檢測不到我，把我燈關了豈不是很尷尬？
不過最后我還是找到了一個好東西：階躍時進的 HS2BC3A 這是一個毫米波傳感器。這玩意可有意思了，采用類似雷達的原理，向檢測區域發射 24GHz 的 FMCW 無線電波，並接收區域內的所有運動、微動、極弱微動的目標反射的無線電波，經傳感器系統中的毫米波 MMIC 電路轉換為電信號，並由數字信號算法處理單元進行信號處理（呼吸信號 提取算法），解算出目標信息（存在、微動、運動、靜止等狀態）。
這玩意實際上也是一個青蛙眼，也是通過檢測到運動來判斷，但是他精度能檢測到人呼吸產生的運動，眾所周知，人不呼吸就會死，所以這個問題也就不復存在了，而且不只是呼吸，包括人的很多大小動作也能被他准確的捕捉到（呼吸都能捕捉到，別說動動手指什么的了），而且還可以通過串口配置很多參數。我實際用起來效果非常棒。
HS2BC3A 可以說是老少皆宜， 有簡單的IO數字量輸出滿足基本使用需求，還有串口可以進行復雜的配置和詳細數據輸出，串口詳細輸出甚至能追蹤最多8個目標，報告目標的數量距離與信噪比（與數據可靠性相關）。還可以修改模塊探測距離，靈敏度，輸出模式，輸出延時時間（確定目標延時與目標丟失延時），主動獲取數據等功能，需要注意的一點是，串口的配置不影響IO口輸出，關閉了串口上的主動上報並不會影響IO口輸出。
因為這個模塊太過敏感（HS2BC3A 探測范圍是100°×100°，近距離探測范圍還會更大一些），在測試和調試的時候，建議將靈敏度和探測距離調整到最低，然后將輸出延時時間設置為最短，將模塊放置到高於頭頂的位置，方便調試代碼，要不然會一直檢測到調試人員的存在，加上默認持續15S檢測不到信號才會判斷沒人，導致我測試的時候一直沒辦法切換到無人狀態，一度讓我懷疑，是不是設備壞了 。
實際使用的時候官方默認配置就挺好用（我安裝在天花板上，大概2-3米高），一個傳感器完全可以覆蓋主卧和客廳這些位置。手冊上寫最遠7米，設置最多可以到9米，但是遠距離探測角度會變窄。
不過官方手冊上說因為是檢測人體活動和呼吸，如果環境中有干擾源可以通過減少靈敏度規避，或者通過詳細串口獲取詳細數據：點雲目標輸出 $JYRPO ，這個信息包含了目標序號，目標距離，目標信噪比等信息其中信噪比和可靠性有關，信噪比越大，代表當前檢測到的目標可靠性越高，方便手動對數據進行篩選。
代碼解析
獲取代碼
為了方便講解邏輯，我會打亂代碼的順序可能還會進行裁剪，要是想直接拿代碼跑的朋友可以直接去 靈感桌面的秘密寶庫 獲取代碼，或者直接 clone：
https://gitee.com/inspiration-desktop/DEV-lib-arduino.git
這次受限於篇幅，我就不在贅述代碼獲取了，代碼在 human_body_induction 文件夾里面，如果有不會使用的朋友，可以參考上一篇文檔：2021愛智先行者—智能燈光開關-CSDN社區
設備控制命令：
通過 Spirit 1 的應用程序或者調試工具 嗅探器 向傳感器設備發送的命令：
{
"method": "get",
"obj": ["rtgy"]
}
設備和協議初始化流程：
基於官方 demo 寫的不需要做什么修改，主要是設備初始化，管腳配置，和協議初始化部分。
/*
* 初始化傳感器
*/
void sensor_init()
{
// 初始化 GOIP 口為輸入模式，接收傳感器發送的信息
pinMode(sensor_in,INPUT);
// 創建傳感器任務，周期性傳感器的數據並發送給 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();
// 初始化傳感器
sensor_init();
// 清除一下按鍵狀態機的狀態
button.reset();
// 創建按鍵掃描線程，長按 IO0 按鍵，松開后ESP32 將會進入 SmartConfig 模式
sddc_printf("長按按鍵進入 Smartconfig...\n");
button.attachLongPressStop(esp_io0_key_task);
xTaskCreate(esp_tick_task, "button_tick", ESP_TASK_STACK_SIZE, NULL, ESP_TASK_PRIO, NULL);
// 啟動 WiFi 並且連接網絡
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
{
delay(500);
Serial.print(".");
}
// 獲取並打印 IP 地址
Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected");
Serial.print("'ip :");
Serial.print(WiFi.localIP());
Serial.println("' to connect");
// sddc協議初始化
sddc_lib_main(&sys_cfg);
// 獲取並打印網卡 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]);
// 使用網卡 mac 地址設置設備唯一標識 UID
sddc_set_uid(G_sddc, mac);
}
void loop() {
// 運行 SDDC 協議循環
while (1)
{
sddc_printf("SDDC running...\n");
sddc_run(G_sddc);
sddc_printf("SDDC quit!\n");
}
// 銷毀 SDDC 協議
sddc_destroy(G_sddc);
}
配置設備信息
這部分代碼可以配置 WiFi 名字和 WiFi 密碼，要使用的引腳，並且配置設備在 Spirit 1 上顯示的信息：
#define SDDC_CFG_PORT 680U // SDDC 協議使用的端口號
#define PIN_INPUT 0 // 選擇 IO0 進行控制
#define ESP_TASK_STACK_SIZE 4096
#define ESP_TASK_PRIO 25
static const int sensor_in = 34; // 數據輸入引腳
static const char* ssid = "EOS-Tenda"; // WiFi 名
static const char* password = "1234567890"; // WiFi 密碼
static int rtgy_state = 1;
static int xTicksToDelay = 1000; // 周期延時時間
OneButton button(PIN_INPUT, true);
/*
* 系統對象狀態獲取注冊
*/
DEV_STATE_GET dev_state_get_reg[] = {
{"rtgy", DEV_IO_TYPE, get_sensor_state},
};
/*
* 當前設備的信息定義
*/
DEV_INFO dev_info = {
.name = "人體感應模塊",
.type = "device.rtgy",
.excl = SDDC_FALSE,
.desc = "ESP-32S",
.model = "IDRTGY01B",
.vendor = "inspiration-desktop",
};
/*
* 系統注冊對象匯聚
*/
SDDC_CONFIG_INFO sys_cfg = {
.token = "1234567890", // 設備密碼
.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),
};
回調函數注冊
這是收到命令后回調函數注冊的位置，在這里注冊的函數才能被 SDK 正確的調用，執行正確的動作。
具體 SDK 的解析可以參考 同人逼死官方系列！基於sddc 協議的SDK框架 sddc_sdk_lib 解析 和 同人逼死官方系列！從 DDC 嗅探器到 sddc_sdk_lib 的數據解析
/*
* 數字量設備對象函數與處理方法注冊
*/
NUM_DEV_REGINFO num_dev[] = {
// {"set_num_demo", demo}, // 字符串為輸入命令，demo為命令處理函數
};
/*
* 顯示設備對象函數與處理方法注冊
*/
DIS_DEV_REGINFO dis_dev[] = {
// {"set_dis_demo", demo}, // 字符串為輸入命令，demo為命令處理函數
};
/*
* IO設備對象設置函數與處理方法注冊
*/
IO_DEV_REGINFO io_dev[] = {
// {"set_io_demo", demo}, // 字符串為輸入命令，demo為命令處理函數
{"SW_ctrl", SW_ctrl},
};
/*
* 系統對象狀態獲取注冊
*/
DEV_STATE_GET dev_state_get_reg[] = {
// {"demo", DEV_NUM_TYPE, num_get_demo}, // demo為輸入命令，字符串為命令處理函數
// {"demo", DEV_IO_TYPE, io_get_demo},
// {"demo", DEV_DISPLAY_TYPE, dis_get_demo},
{"rtgy", DEV_IO_TYPE, get_sensor_state},
};
數據獲取與上報流程
這里是我們自己編寫的處理流程 ，可以根據你的需求自己更改，收到 set 或者 get 后根據前面的注冊的函數，進入對應的處理函數。
/*
* 周期上報函數
*/
static void periodic_sensor_task(void *arg)
{
int newval = 0;
int oldval = 0;
int i = 0;
// 監控鎖開啟和關閉狀態
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;
}
// 任務創建之后，設定延時周期
delay(xTicksToDelay);
}
}
/*
* 主動數據上報函數
*/
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);
// 獲取傳感器數據
cJSON_AddItemToArray(value, cJSON_CreateString("rtgy")); // 這里的字符串要和系統對象狀態獲取注冊結構體里的對應
cJSON_AddItemToObject(root, "obj", value);
// 發送數據給 EdgerOS
msg = cJSON_Print(root);
printf("觸發上報: %s\n",msg);
object_report(root);
cJSON_Delete(value);
cJSON_free(msg);
}
/*
* 單次獲取數據
*/
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;
}
總結
這只是最簡單的通過讀的應用，本來考慮使用串口進行配置與獲取詳細數據的，但是在具體實現的時候遇到一點BUG，就先用IO湊合一下，之后有時間再把復雜功能完善。