path: root/src/main.cpp

#include <Arduino.h>
#include <WiFi.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_BME280.h>
#include <PubSubClient.h>

#include "setenv.h"

const uint8_t i2c_SDA = 0;
const uint8_t i2c_SCL = 1;

const uint8_t pinBMEminus = 3; //  питание датчика -
const uint8_t pinBMEplus = 19; //  питание датчика +
const uint8_t pinVcc = 4;      //  напряжение батареи

TwoWire i2cBME280 = TwoWire(0);
Adafruit_BME280 bme;

WiFiClient espClient;
PubSubClient client(espClient);

//------------------------------------------------
const char *ssid = WiFi_SSID;
const char *pass = WiFi_PASS;

const char *mqtt_client = MQTT_CLIENT_N;
const char *mqtt_client2 = MQTT_CLIENT_T;
const char *mqtt_user = MQTT_USER;
const char *mqtt_pass = MQTT_PASS;
const char *mqtt_server = MQTT_SERVER;
const char *mqtt_port = MQTT_PORT;

const char *outTopicTemp = "/Temp"; //  топик
const char *outTopicPres = "/Pres"; //  топик
const char *outTopicHum = "/Hum";   //  топик
const char *outTopicVcc = "/Vcc";   //  топик

//------------------------------------------------
uint8_t countConnect = 20;        //  кол-во попыток соединения
uint16_t countPause = 500;        //  пауза между попытками
uint32_t timeSleep = 60000000;    //  время сна
uint16_t TimeBeforeBedtime = 500; //  время до засыпания
uint8_t countMaxSleep = 10;       //  не передавать данные не более
                                  //      countMaxSleep х timeSleep (10 мин)

//  Структура для хранения данных в RTC памяти:
RTC_DATA_ATTR struct
{
  float t;            //  температура
  float v;            //  напряжение
  uint16_t p;         //  давление
  uint8_t h;          //  влажность
  uint8_t countSleep; //  счетчик предельного кол-ва циклов сна

  uint16_t bufRoom[3] = {0, 0, 0};
  byte countRoom = 0;
} data;

//  Разница при которой будут отправляться данные:
float diffTemp = 0.25; //  разница температур
int diffPres = 5;      //  разница давлений
int diffHum = 5;       //  разница влажностей
float diffVcc = 0.1;   //  разница зарядки акб

//-----------------------------------
// inline bool mqtt_subscribe(PubSubClient &client, const String &topic)
// {
//   Serial.print("Subscribing to: ");
//   Serial.println(topic);
//   return client.subscribe(topic.c_str());
// }

//-----------------------------------
inline bool mqtt_publish(PubSubClient &client, const String &topic, const String &value)
{
  Serial.print(topic);
  Serial.print(" = ");
  Serial.println(value);
  return client.publish(topic.c_str(), value.c_str());
}

//-----------------------------------
//  Отправка данных на MQTT сервер:
void mqttDataOut(float temp, uint16_t pres, uint8_t hum, float vcc)
{
  String topic = "/";
  topic += mqtt_client2;
  topic += outTopicTemp;
  while (!mqtt_publish(client, topic, (String)temp))
  {
    mqtt_publish(client, topic, (String)temp);
  }

  topic = "/";
  topic += mqtt_client2;
  topic += outTopicPres;
  while (!mqtt_publish(client, topic, (String)pres))
  {
    mqtt_publish(client, topic, (String)pres);
  }

  topic = "/";
  topic += mqtt_client2;
  topic += outTopicHum;
  while (!mqtt_publish(client, topic, (String)hum))
  {
    mqtt_publish(client, topic, (String)hum);
  }

  topic = "/";
  topic += mqtt_client2;
  topic += outTopicVcc;
  while (!mqtt_publish(client, topic, (String)vcc))
  {
    mqtt_publish(client, topic, (String)vcc);
  }
}

//-----------------------------------
//  Подключение к MQTT серверу:
bool reconnect()
{
  client.setServer(mqtt_server, String(mqtt_port).toInt());

  Serial.println(mqtt_server);

  while (!(client.connect(mqtt_client, mqtt_user, mqtt_pass)) && countConnect--)
  {
    Serial.print(countConnect);
    Serial.print('>');
    delay(countPause);
  }

  if (client.connected())
  {
    return true;
  }
  else
  {
    return false;
  }
}

//-----------------------------------
//  Подключение к сети WiFi:
bool setupWiFi(const char *wifi_ssid, const char *wifi_pass)
{
  WiFi.begin(wifi_ssid, wifi_pass);

  Serial.println("\n=================");
  Serial.print("Setup WiFi: ");
  Serial.println(ssid);

  while ((WiFi.status() != WL_CONNECTED) && countConnect--)
  {
    Serial.print(countConnect);
    Serial.print('>');
    delay(countPause);
  }

  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED)
  {
    // индикация IP:
    Serial.println();
    Serial.println(WiFi.localIP());
    // индикация силы сигнала:
    int8_t dBm = WiFi.RSSI();
    Serial.print("RSSI dBm = ");
    Serial.println(dBm);
    uint8_t quality_RSSI = 2 * (dBm + 100);
    if (quality_RSSI >= 100)
      quality_RSSI = 100;
    Serial.print("RSSI % = ");
    Serial.println(quality_RSSI);
    Serial.println("=================");
    return true;
  }
  else
  {
    return false;
  }
}

//-----------------------------------
// медиана на 3 значения со своим буфером для усреднения ADC:
uint16_t medianRoom(uint16_t newValRoom)
{
  if (!(data.bufRoom[0] + data.bufRoom[1] + data.bufRoom[2]))
    data.bufRoom[0] = data.bufRoom[1] = data.bufRoom[2] = newValRoom;

  data.bufRoom[data.countRoom] = newValRoom;
  if (data.countRoom++ >= 2)
    data.countRoom = 0;
  uint16_t dataRoom = (max(data.bufRoom[0], data.bufRoom[1]) == max(data.bufRoom[1], data.bufRoom[2]))
                          ? max(data.bufRoom[0], data.bufRoom[2])
                          : max(data.bufRoom[1], min(data.bufRoom[0], data.bufRoom[2]));
  return dataRoom;
}

//-----------------------------------
//  Читаем данные с датчика BME280:
bool readData()
{
  pinMode(pinBMEplus, OUTPUT);
  digitalWrite(pinBMEplus, HIGH);
  pinMode(pinBMEminus, OUTPUT);
  digitalWrite(pinBMEminus, LOW);
  delay(1);

  i2cBME280.begin(i2c_SDA, i2c_SCL, 100000);

  //  Инициализация BME280 по адресу = 0х76 !!!
  if (!bme.begin(0x76, &i2cBME280))
  {
    Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor !");

    pinMode(pinBMEplus, INPUT);
    digitalWrite(pinBMEplus, LOW);
    pinMode(pinBMEminus, INPUT);
    digitalWrite(pinBMEminus, LOW);
    delay(1);

    return false;
  }

  float temp = bme.readTemperature();
  uint16_t pres = (bme.readPressure() * 0.7500637554192 / 100);
  uint8_t hum = bme.readHumidity();

  pinMode(pinBMEplus, INPUT);
  digitalWrite(pinBMEplus, LOW);
  pinMode(pinBMEminus, INPUT);
  digitalWrite(pinBMEminus, LOW);
  delay(1);

  //  Читаем ADC:
  uint16_t dataVcc = 0;
  for (uint8_t i = 0; i < 3; ++i)
  {
    dataVcc += analogRead(pinVcc);
  }

  //  Пересчет ADC в напряжение АКБ:
  //  2.8 - максимальное напряжение на считываемой ножке
  //  4095 - количество отсчетов ADC
  //  3.6 - максимальное напряжение АКБ LiFePo4
  float vcc = 0;
  vcc = 2.8 / 4095 * medianRoom(dataVcc / 3) * 3.6 / 2.8;

  //  Если данные с датчика и напряжение питания изменились больше чем разница,
  //  то заносим данные в память RTC и сбрасываем предельный счетчик циклов сна:
  if (abs(data.t - temp) >= diffTemp || abs(data.p - pres) >= diffPres ||
      abs(data.h - hum) >= diffHum || abs(data.v - vcc) >= diffVcc || data.countSleep <= 1)
  {
    data.t = temp;
    data.p = pres;
    data.h = hum;
    data.v = vcc;
    data.countSleep = countMaxSleep - 1;
    return true;
  }
  else
  {
    if (--data.countSleep)
    {
      Serial.println("\nДанные изменились незначительно !\n");
      return false;
    }
    else
    {
      return true;
    }
  }
}

//-----------------------------------
void setup()
{
  Serial.begin(115200);

  if (!readData())
  {
    esp_deep_sleep(timeSleep);
  }

  if (!setupWiFi(ssid, pass))
  {
    esp_deep_sleep(timeSleep);
  }

  if (!reconnect())
  {
    esp_deep_sleep(timeSleep);
  }

  mqttDataOut(data.t, data.p, data.h, data.v);

  Serial.println("=================");
  Serial.flush();

  delay(TimeBeforeBedtime);
  esp_deep_sleep(timeSleep);
}

void loop() {}