這是一個資料非常非常完整的基于ESP32的無線智能手表項目，手表的功能齊全，且資料開源。如果你是：自己平時喜歡DIY的工程師，想要提升開發(fā)技能的學(xué)生，以后要做畢設(shè)的大四學(xué)生，這個手表很值得一做，別錯過了~~

所有開源的資料以及原文鏈接見文末。

先來看下這個手表的功能：

• 首先，是一個可以佩戴的手表
• 可以充當(dāng)緊湊的無線訪問設(shè)備，控制所有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備
• 還具有可交換的 MAC 地址、掃描 WiFi 網(wǎng)絡(luò)的能力
• 內(nèi)置距離感應(yīng)的LiDAR
• 實(shí)時溫度、海拔、濕度、壓力、氣體、傾斜度和加速度
• 通過按鍵控制所有操作

主要功能詳解

測距

使用的LiDAR是意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）的超簡潔VL53L1X ToF（飛行時間）距離傳感器。精度<±1% ，可以測量從 4 厘米到 4 米的任何距離。由于它使用 940 nm 激光（它是紅外線，因此人眼看不見），因此還在它旁邊加入了一個可切換的亮紅色 650nm 5mW 激光器，以幫助瞄準(zhǔn)或進(jìn)行演示。

無線部分

手表利用 ESP-NOW 以超低功耗快速廣播數(shù)據(jù)。之所以選擇這種無線協(xié)議，是因?yàn)樗軌蚶@過傳統(tǒng)的WiFi連接設(shè)置，這使得其他設(shè)備之間的動作反應(yīng)時間幾乎是瞬時的，適用于大多數(shù) 32 位 MCU。

掃描 WiFi 網(wǎng)絡(luò)

手表還可用于掃描 WiFi 網(wǎng)絡(luò)，并提供網(wǎng)絡(luò) SSID、RSSI（信號強(qiáng)度）和身份驗(yàn)證模式（網(wǎng)絡(luò)的安全性 0-7）。

由于廣播無線數(shù)據(jù)非常耗電，手表編程為僅暫時激活 WiFi 以發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，然后自動禁用。它還具有自動 1.5 秒睡眠模式計時器和傾斜喚醒檢測功能，與 Apple Watch 非常相似，但Apple Watch 是無法連接到 DIY 門鎖/電燈開關(guān)的。

數(shù)字水平/坡度檢測器

只需將手表放在有問題的表面上，然后單擊 IMU 模式按鈕即可訪問實(shí)時傾斜和加速度數(shù)據(jù)。

空氣檢測

手表內(nèi)置的揮發(fā)性有機(jī)化合物 （VOC） 傳感器，觀察 IAQ 讀數(shù)因目標(biāo)氣體與 BME680 加熱的金屬氧化層接觸的結(jié)果而變化，還監(jiān)測濕度和大氣壓力。

主題修改

手表還帶有多個主題，可以選擇最喜歡的顏色。

功能介紹完了，可以來看下如何從原理圖開始吧——

原理圖及組裝

主電路由ESP32-S3、五個傳感器（可選第六個）、一個 LiPo 電池、一個激光模塊驅(qū)動器以及用于為 ESP32-S3 微控制器供電、通信和設(shè)置的典型電路組成，還有一些按鈕和連接器。

以下是完整的原理圖：

更詳細(xì)的原理圖詳解看這里：https://www.roboticworx.io/p/build-custom-esp32-boards-from-scratch#%C2%A7the-schematic

要在如此小的空間（43x36mm）中塞得下如此多的器件，2層板肯定不夠的，直接使用了4層本。在背面可以放置一些器件，并且中間的兩層接地層，這樣還能獲得良好的隔離效果。

BOM清單在這里：https://github.com/RoboticWorx/Gateway-Smartwatch/blob/main/Gateway%20Part%20List%20and%20BOM.csv

為確保一切正常，需要進(jìn)行簡單的測試。通過 USB-C 端口上傳主程序，并確保一切正常。上傳到開發(fā)板的說明可以在編程部分找到。

如果上傳程序后看到屏幕似乎沒有響應(yīng)，可以斷開電源，然后重啟。也可以嘗試按下重置按鈕（最左側(cè)的按鈕）并重啟電路板的電源。

初步測試成功之后，就可以安裝電池，打印外殼了。

按鈕組合

作為一個非常復(fù)雜的項目，下面是關(guān)于如何使用手表和操作不同按鈕/組合的部分。

下面是常規(guī)按鈕布局及其作用：

• 按鈕 1 ：通用主頁按鈕。在單擊此按鈕的任何時候，返回主表盤，手表能夠進(jìn)入睡眠模式（啟用 1.5 秒計時器）。如果手表處于睡眠模式，還會喚醒手表（除了傾斜喚醒之外）。
• 按鈕 2：無線模式。按下這個按鈕，按鈕 2-5就 被重新分配以幫助導(dǎo)航不同的 MAC 地址。
• 按鈕 3 切換 MAC 地址，按鈕 4 更改所選的 MAC 地址數(shù)字，按鈕 5 遍歷當(dāng)前所選 MAC 地址的數(shù)字。按鈕 3：慣性測量單元 （IMU） 模式按鈕。單擊按鈕 3 后，將出現(xiàn)一個菜單，顯示來自板載ICM42670的當(dāng)前陀螺儀和加速讀數(shù)。
• 按鈕 4 和 5 很特別，本身不會做任何事情，但可以1,2,3組合，完成一些功能：
  • 按住按鈕 4 并單擊按鈕 1 ，將打開手表的手電筒屏幕。
  • 按住按鈕 4 并單擊按鈕 2 將通知手表開始 WiFi 掃描。這會將手表更改為新的空白屏幕，幾秒鐘后將出現(xiàn)本地 2.4GHz 網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)將包括 SSID（名稱）、RSSI（信號強(qiáng)度）和身份驗(yàn)證模式（網(wǎng)絡(luò)的安全性 0-7）。
  • 按住按鈕 4 并單擊按鈕 3 將使手表進(jìn)入時鐘更改模式。
  • 按鈕 5 組合是獨(dú)一無二的，因?yàn)樗鼈兌汲洚?dāng)無線熱鍵。這樣，你不必在每次想要發(fā)送無線信號時都導(dǎo)航到無線菜單。按住按鈕 5 并單擊按鈕 1 將向 菜單中的第一個 MAC 地址發(fā)送 1；按住按鈕 5 并單擊按鈕 2 將向 菜單中的第二個 MAC 地址發(fā)送 1，依此類推最多三個。應(yīng)該注意的是，手表必須處于打開狀態(tài)才能使所有這些工作正常，除非將數(shù)據(jù)發(fā)送到第一個 MAC 地址（按鈕 1 將其喚醒）。

要激活 LiDAR，按住按鈕 1 并按下按鈕 2。要激活激光指示器，按住按鈕 1 并按下按鈕 3。

如果在任何時候出現(xiàn)問題，可以隨時單擊啟動按鈕旁邊的硬件重置按鈕。

編程部分

最后是編程部分，這個項目太復(fù)雜了，直接使用 ESP-IDF（ESP32 微控制器的官方物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)框架）。

代碼在這里：https://github.com/RoboticWorx/Gateway-Smartwatch/tree/main/Code

這絕對是一個非常實(shí)用的項目，但還是可以繼續(xù)改進(jìn)的：

• 類似于 Flipper Zero 可以執(zhí)行的更多 RFID 功能
• 手表內(nèi)置的紅外攝像頭（用于熱成像），用于以 32x24 分辨率進(jìn)行溫度感應(yīng)。
• 更改為觸摸屏
• LoRa 模塊發(fā)送命令的遠(yuǎn)程無線電通信
• 5GHz 無線功能（希望 ESP32-C5 能為此而推出）。
• GPS實(shí)時坐標(biāo)功能、磁力計
• 實(shí)時攝像頭監(jiān)控（外部攝像頭饋送到手表顯示屏上）。
• 延長電池續(xù)航時間。

好了，這里只是整理了部分的內(nèi)容，想要復(fù)刻的，一定要認(rèn)真看原文：

原文鏈接：https://www.roboticworx.io/p/build-the-ultimate-smartwatch-lidar版權(quán)所屬：ROBOTICWORX