Fogpilot程序说明文档

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前言

本程序实现了一个车辆检测通讯装置，能通过磁场检测车辆的经过，然后通过LoRa通讯通知其他的装置。

硬件部分

Heltec WiFi LoRa32 V3

ESP32+LoRa 开发板

相关介绍：https://docs.heltec.org/zh_CN/node/esp32/wifi_lora_32/index.html

相关资源：https://resource.heltec.cn/download/WiFi_LoRa_32_V3

设计缺陷：当使用电池供电时，5V引脚无法正常输出电压，仅在USB线供电时可用

QMC5883

三轴磁传感器，可测得X,Y,Z轴方向的磁场

数据手册：https://qstcorp.com/upload/pdf/202202/%EF%BC%88%E5%B7%B2%E4%BC%A0%EF%BC%8913-52-19%20QMC5883P%20Datasheet%20Rev.C(1).pdf

所使用的相关库：https://github.com/mprograms/QMC5883LCompass

代码部分

概述

总体采用了ArduSensorPlatform架构，即Host-Sensor架构，一个Host下有多个Sensors，Host会循环对每个Sensor执行Read，Write，Update操作

目前实现了两个核心Sensors：Qmc与LoraSensor，并经过了相关测试

Qmc

QMC5883通过I2C接口与单片机相连，由于单片机的每个GPIO都可以充当I2C接口，且ESP32默认的I2C接口在LoRa32开发板中被占用，在本例程中选用GPIO33，GPIO34作为与QMC5883相连的I2C接口

#define I2C_SCL 34
#define I2C_SDA 33

通过调用库QMC5883LCompass，可以获得x，y，z三轴的磁场量，数据形式为float，单位为μT（微特斯拉），根据早期实验（使用SD卡存储磁场数据）磁场测得的速率可达60Hz（每秒60个点），理论上高达144km/h的车速的车经过也能采得7个点，足够检测出车的经过

由于LoRa32开发板的OLED显示屏也使用了I2C接口，与QMC5883产生了冲突，是无法直接同时使用QMC5883与OLED的，需要将QMC5883LCompass库中所有的Wire替换为Wire1

Qmc的核心功能实现了两个函数，分别为检测车辆的经过和检测车辆停在传感器上

    checkForVehicle(zValue);
    checkForVehicleStop(zValue);

两个函数中有注释的串口打印代码，取消注释可以通过串口查看更多详细数据进行调试，修改车辆检测相关参数

当检测车辆经过时，会调用OnCarDetected()函数，通过LoRa向其他装置发送消息

当检测车辆停止时，会使变量carStopped为true，当车辆离开一段时间后carStopped会变回false，同样会通过LoRa向其他装置发送消息

LoraSensor

默认处于接收状态，当OnCarDetected()被调用时或carStopped为true时会切换到发送状态，发送对应消息

接收到消息后会将对应消息打印到OLED显示屏中

如果接收到"sleep"消息，会进入睡眠状态（deepsleep），CPU和外设功能都会关闭，十分钟（时间可调）后唤醒

OLEDDisplay

作为调试和测试用的工具，类似串口，可以将信息打印到屏幕中

写了个类似Serial.print()的函数，传入一个String，会将String的内容打印到屏幕中

void oled_print(String str);

注意：这里的String不是const char *，也不是C++的std::string，是Arduino框架中的一种字符串类型

详细请见：

https://www.arduino.cc/reference/en/language/variables/data-types/stringobject/

https://arduino.nxez.com/2016/12/22/arduino-string-class-usage-summary.html

Config

用于配置信息，如section_id、path_id、stub_id等

利用LittleFS来实现配置功能

LittleFS是一个为微控制器创建的轻量级文件系统，它允许您像在计算机上的标准文件系统中那样访问闪存（Flash Memory），但是它更简单，也更有限

更多请见：https://randomnerdtutorials.com/arduino-ide-2-install-esp32-littlefs/

简单说就是写一个Config.txt（或者其他形式的文本）上传到单片机中，然后程序能打开这个配置文件并读取其中的配置信息

Config.txt放置于于项目文件夹的data文件夹下，即<your_project>/data/config.txt

下面是一个简单的Config.txt示例

section id=1
path id=1
stub id=1

程序中的Config模块可以读取Config.txt的内容，并将其信息存储到类变量中

后续展望

目前通过任务拆分，将最核心的两大功能：车辆检测与LoRa通讯完全实现了，之后再根据设计文档将功能继续丰富完善

目前程序正持续更新中...

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