18 | 场景联动：智能电灯如何感知光线？（上）

郭朝斌

你好，我是郭朝斌。
在上一讲，我们打造了自己的联网智能电灯，你可以通过手机小程序来控制它的打开和关闭，也就是实现远程控制。
其实，我们还可以进一步提高体验，让智能电灯可以基于环境的明暗来自动地打开和关闭。要做到这一点并不难，可以分为两个阶段，第一阶段是打造传感器设备来感知光照的强弱，判断出环境的明暗状态，第二阶段是创建一个场景联动，根据传感器的数值来控制智能电灯的状态。
这一讲，我先带你一步一步地实现第一阶段的工作（如有需要，你可以根据这份文档自行采购相关硬件）。
第一步：通信技术首先，我们为光照传感器设备选择通信技术。
因为光照传感器设备的部署位置比较灵活，不太可能像智能电灯一样连接房间里的电源线，所以我们要用一种比 Wi-Fi 功耗更低的通信技术。这样的话，就算使用电池供电，也可以长时间（一年以上）持续工作。
经过对比，我建议选择 BLE 低功耗蓝牙技术（关于通信技术的选择策略，你可以参考第 2 讲）。随着智能手机的发展，蓝牙早已成为手机标配的通信技术，蓝牙芯片和协议栈的成熟度非常高，而且在设备的供应链方面，蓝牙芯片可以选择的供应商也非常多。
不过在正式开发之前，我还得为你补充说明一些 BLE 的相关知识。
BLE 设备可以在 4 种模式下工作：

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本文介绍了如何通过搭建光照传感器设备，实现智能电灯根据环境明暗自动开关的功能。首先选择了低功耗蓝牙技术作为光照传感器设备的通信技术，并介绍了BLE设备的四种工作模式。其次，选择了基于ESP32芯片的NodeMCU开发板，并准备了MicroPython环境。然后，通过安装MicroPython固件和搭建光照传感器的硬件电路，实现了光照强度数据的读取。最后，通过代码实现了光照强度的转换，使得智能电灯可以根据环境光线的强弱进行自动控制。文章还介绍了蓝牙广播包的格式定义和验证光照传感器设备的方法。总结一下，本文详细介绍了光照传感器的开发过程，补充了低功耗蓝牙技术的相关知识，并提供了思考题引发读者思考和交流。

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郭朝斌
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由于MicroPython官方的ble_advertising.py中payload函数，不支持广播service data，所以我进行了增补：常量定义增加：_ADV_TYPE_SERVICE_DATA = const(0x16) advertising_payload函数中增加： if service_data: _append(_ADV_TYPE_SERVICE_DATA, service_data) 希望大家可以自己动手实践一下哈。
2020-12-27

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加油加油
老师您好，关于开发板这类的硬件知识如何学习比较好？我平时是做云平台的业务，对硬件部分有点陌生
作者回复: 可以先跟着实验做一下，熟悉起来。专门了解硬件的话可以买本书，比如Arduino
2020-12-21
2
3
王宁
MiBeacon 需要安装吗？有没有安装步骤
作者回复: Mibeacon是一个协议规范，不需要安装
2021-01-02

1
Lee
请问第四步的电路图是用的什么软件呀？看着3D模组做的很好看呀；
作者回复: fritzing
2020-12-22
2
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LDxy
在我提供的代码中其实也包含了一个可供连接获取数据的 Service 和 Characteristic，你发现了吗？你知道这些是基于低功耗蓝牙中的什么 Profile 协议吗？ self._ble.gatts_write(self._handle, struct.pack("!h", int(light_den))) GATT (Generic Attribute Profile) 是一个在蓝牙连接之上的发送和接收很短的数据段的通用规范，这些很短的数据段被称为属性（Attribute）。
作者回复: 完全正确👍
2020-12-21
2
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Josen
老师，我是一个软件工程师，已经在软件行业工作两年了，最近想进军物联网，对硬件这块不是特别熟悉，买了块esp32 想让它作为gatt server，然后用蓝牙调试宝测试能否连接成功，但是我发现很吃力，我去micropython官网查看了esp32的相关文档，发现还是云里雾里的，没有esp32完整的例子可以参考的，请问老师我需要去哪里寻找资源呢？csdn，博客园这些我都找了，关于esp32 micropython调用蓝牙的案例少之又少
作者回复: 现在资料不多，建议看看官网ubluetooth server部分的介绍，然后就是源码，只要理解蓝牙gatt的原理，代码很好读的
2021-02-22

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加油加油
老师，由于晚购买的实验套件，想问两个问题：1. 我运行程序之后，输出信息 Light Lux: 2268 Light ADC value: 1553 Service Data: b'\x95\xfe\x10\x00\x02\x00\x01\xe8\xdb\x84\x01\tj\x07\x10\x03\x00\xe3\x08' GAP procedure initiated: stop advertising. GAP procedure initiated: advertise; disc_mode=2 adv_channel_map=7 own_addr_type=0 adv_filter_policy=0 adv_itvl_min=800 adv_itvl_max=800 sd_adv bytearray(b'\x02\x01\x06\x14\x16\x95\xfe\x10\x00\x02\x00\x01\xe8\xdb\x84\x01\tj\x07\x10\x03\x00\xe3\x08') sdddd_adv bytearray(b'\x02\x01\x06\x14\x16\x95\xfe\x10\x00\x02\x00\x01\xe8\xdb\x84\x01\tj\x07\x10\x03\x00\xe3\x08') GAP procedure initiated: stop advertising. GAP procedure initiated: advertise; disc_mode=2 adv_channel_map=7 own_addr_type=0 adv_filter_policy=0 adv_itvl_min=800 adv_itvl_max=800 这个是否正常呢，我打开软件没有扫描到nodemcu的蓝牙 2. 是不是esp32 运行这个程序的时候 ampy连接不到串口我一直连接不上
作者回复: 运行过程中，可以连接串口，你可以连接上看看具体调试信息
2021-01-10
2
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小伟
学习本讲课程后，这边做个补充和勘误： 1. 补充ble_advertising.py源文件来源(https://raw.githubusercontent.com/micropython/micropython/master/examples/bluetooth/ble_advertising.py) 2. ble_lightsensor.py中build_mi_sdadv方法下语句`service_data = struct.pack("<3HB",uuid,fc,pid,fcnt)+mac+struct.pack("<H2BH",objid,objlen,0,objval)`里的mac应修改为mac[1]; 原因: mac是一个tuple对象 ex: (0, b'4\\x86]\\xb6\\xeb\\x0e'), 应取第二个值 3. 本讲相关代码已上传github，供大家参考：https://github.com/Kevin181/geektime/tree/main/iot/led/light-sensor
2022-03-01

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A=X+Y+Z
老师，这个报错，换了几个版本的固件都没有用 File "main.py", line 3, in <module> File "ble_lightsensor.py", line 6, in <module> ImportError: no module named 'ble_advertising' MicroPython v1.13 on 2020-09-02; ESP32 module with ESP32
2021-07-04
1
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RG
购买ESP32如果选择其他开发板，需要注意是什么系列，ESP32？EPS32-C3？ESP32-S3？ESP32-S2？需要注意这个S2，不带蓝牙。同时买了几块，发现s2没有蓝牙，其他的都有，看了一眼 spec 的确是只有这个s2没有
2022-07-05

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