Open IoT Platform

Appearance

固件开发指南 ​

Open IoT Platform 支持 ESP32 和 ESP32-S3 两种硬件平台，提供智能开关和 USB 唤醒两种固件。

支持的硬件 ​

芯片开发板FlashPSRAM用途
ESP32-WROOM-32EESP32-DevKitC4MB520KB SRAM智能开关（舵机控制）
ESP32-S3-N16R8ESP32-S3-DevKitC-116MB8MBUSB HID 键盘唤醒

开发环境搭建 ​

安装 PlatformIO ​

  1. 安装 VS Code
  2. 安装 PlatformIO IDE 插件
  3. 安装完成后再终端可用 pio 命令

验证安装 ​

bash
pio --version
# PlatformIO Core, version 6.x

两种固件概述 ​

1. 智能开关固件 (firmware/switch/) ​

使用 SG90 舵机物理按压墙壁开关，实现灯光远程控制。

核心功能：

  • WiFi 连接 + MQTT 通信
  • 接收开关指令 → 控制舵机按压
  • 上报设备状态
  • BLE 配网支持

硬件清单：

组件型号说明
Wi-Fi 模块ESP32-WROOM-32E核心控制器
舵机SG90物理按压执行器
电源5V/2A USB 充电器供电

2. USB 唤醒固件 (firmware/usb-wakeup/) ​

ESP32-S3 模拟 USB HID 键盘，通过 MQTT 命令远程唤醒休眠的电脑。

核心功能：

  • USB HID 键盘模拟
  • BLE 配网
  • MQTT 命令接收
  • 状态机管理

硬件特点：

  • ESP32-S3 原生 USB 支持（无需额外芯片）
  • 16MB Flash + 8MB PSRAM

BLE 配网协议 ​

蓝牙广播 ​

设备上电后自动进入配网模式（LED 五次快闪），广播名称格式：

IoT-Switch-XXXX   (智能开关)
IoT-Wakeup-XXXX   (USB 唤醒)

其中 XXXX 为设备 MAC 后四位。

配网数据格式 ​

通过 BLE GATT 写入的 JSON 数据：

json
{
  "ssid": "YourWiFi",
  "password": "YourPassword",
  "apiUrl": "http://192.168.1.100:48080"
}

配网流程 ​

APP                          ESP32 设备
 │                              │
 │── BLE 扫描 ─────────────────→│ 广播: IoT-Switch-XXXX
 │── BLE 连接 ─────────────────→│ 建立 GATT 连接
 │── 写入 WiFi 信息 ───────────→│ {ssid, password, apiUrl}
 │                              │── 连接 WiFi
 │                              │── 注册到服务端
 │                              │── 连接 MQTT Broker
 │←── 配网完成通知 ─────────────│ 设备上线

MQTT 通信协议 ​

Topic 规范 ​

Topic方向说明
device/{productKey}/{deviceId}/data/up设备 → 服务端属性上报
device/{productKey}/{deviceId}/cmd/down服务端 → 设备指令下发

连接凭证 ​

username: {productKey}&{deviceId}
password: {deviceSecret}

控制指令格式 ​

服务端下发的控制指令：

json
{
  "method": "thing.service.property.set",
  "id": "123",
  "params": {
    "wakeup": true
  }
}

状态上报格式 ​

设备上报的属性数据：

json
{
  "id": "123",
  "params": {
    "position": 90,
    "status": "on"
  },
  "timestamp": 1705312000000
}

GPIO 引脚定义 ​

ESP32 智能开关 ​

GPIO功能说明
GPIO18舵机 PWM 信号⭐ 推荐，无启动限制
GPIO2板载 LED状态指示
GPIO0BOOT 按键长按 3 秒重置配网

禁止使用的引脚：

  • GPIO6-11：连接内置 SPI Flash
  • GPIO34-39：仅输入，无内部上拉

启动有限制的引脚（Strapping Pins）：

  • GPIO0, 2, 5, 12, 15：启动时电平有要求

ESP32-S3 USB 唤醒 ​

GPIO功能说明
GPIO45板载 RGB LED状态指示
GPIO0BOOT 按钮长按 3 秒重置
USB原生 USBHID 键盘通信

LED 状态码 ​

模式含义
常亮启动/初始化中
五次快闪BLE 配网模式
三次快闪WiFi 连接中
二次快闪API 激活/MQTT 连接中
慢闪（1秒）正常运行
极快闪（50ms）错误状态

烧写指南 ​

PlatformIO 烧写 ​

bash
# 智能开关
cd firmware/switch
pio run -t upload
pio device monitor    # 查看串口日志

# USB 唤醒
cd firmware/usb-wakeup
pio run -t upload

ESP Flash Download Tool 烧写 ​

使用 Flash Download Tool：

文件芯片烧写地址
esp32-servo-firmware.binESP320x10000
bootloader-esp32.binESP320x1000
partitions-esp32.binESP320x8000
esp32s3-wakeup-firmware.binESP32-S30x10000
bootloader-esp32s3.binESP32-S30x1000
partitions-esp32s3.binESP32-S30x8000

首次使用建议 ​

bash
# 清除 NVS（推荐首次烧写前执行）
esptool --chip esp32 erase-flash
# 或指定端口
esptool --chip esp32 --port /dev/ttyUSB0 erase-flash

依赖库 ​

智能开关 ​

ini
lib_deps =
    knolleary/PubSubClient @ ^2.8       # MQTT 客户端
    bblanchon/ArduinoJson @ ^6.21.3     # JSON 解析
    madhephaestus/ESP32Servo @ ^1.1.1   # 舵机控制

USB 唤醒 ​

ini
lib_deps =
    knolleary/PubSubClient @ ^2.8
    bblanchon/ArduinoJson @ ^6.21.3

注意事项 ​

  1. ESP32-S3 USB 唤醒设备：USB HID 模式下无法使用 USB 串口，请使用硬件串口查看日志
  2. 首次使用：建议先 esptool --erase-flash 清除 NVS 后重新配网
  3. 舵机供电：SG90 峰值电流 500mA，确保与 ESP32 共地，从 5V 电源直接供电
  4. GPIO18：推荐作为舵机 PWM 引脚，无启动限制

相关文档 ​