从零搭建灌溉控制器固件架构 - 课程目录

01 课程导论与硬件选型

灌溉控制器核心功能拆解 · ESP32 vs STM32 · 为什么推荐ESP32

02 开发环境搭建

ESP-IDF / Arduino IDE · VS Code+PlatformIO · 串口驱动 & Blink

03 GPIO与执行器驱动

继电器·MOS管·PWM水泵 · 实战：点亮LED控制继电器

04 ADC与传感器接口

土壤湿度传感器 · ADC采样滤波 · 实战：读取湿度打印串口

05 定时器与RTC

硬件/软件定时器 · DS3231驱动 · 实战：每日定时灌溉

06 中断系统

外部中断·定时器中断·GPIO电平变化 · 实战：按键切换模式

07 FreeRTOS基础

任务创建/删除 · 优先级调度 · 队列信号量 · 实战：多任务

08 任务间通信

队列·信号量·互斥锁 · 实战：队列传递传感器数据

09 内存管理

堆栈溢出检测 · 动态内存陷阱 · 内存池 · 实战：优化内存

10 低功耗设计

深度睡眠·定时/外部唤醒 · 功耗测量 · 实战：电池供电

11 Flash与文件系统

SPIFFS/LittleFS · JSON配置读写 · 实战：保存灌溉计划

12 Wi-Fi连接管理

Station/AP模式 · 事件处理 · 自动重连 · 实战：打印IP

13 MQTT协议入门

发布/订阅 · QoS · Mosquitto · 实战：发布传感器数据

14 MQTT实战应用

JSON封装 · 遗嘱消息 · 心跳保活 · 实战：远程控制电磁阀

15 HTTP与RESTful API

HTTP客户端 · GET/POST · 阿里云IoT · 实战：上报数据

☁️ 云平台

16 蓝牙配网（BLE）

BLE GATT · 手机配网流程 · 安全存储 · 实战：一键配网

17 传感器融合与校准

多传感器融合 · 温度补偿 · 校准曲线 · 实战：自动校准

18 PID控制算法

PID原理 · 位置/增量式 · 参数整定 · 实战：恒压灌溉

19 状态机设计

FSM概念 · 灌溉状态定义 · 状态转换 · 实战：灌溉状态机

20 看门狗与异常处理

硬件/任务看门狗 · 异常捕获 · 实战：防止死锁

21 日志系统

日志等级 · 自定义输出 · 存储回传 · 实战：分级日志

22 固件升级（OTA）

HTTP OTA · 签名验证 · 断点续传 · 实战：远程升级

23 本地存储与历史数据

SD卡驱动 · CSV读写 · 历史查询 · 实战：一周灌溉日志

24 显示与交互

OLED驱动(SSD1306) · 菜单系统 · 按键组合 · 实战：显示状态

25 多路灌溉控制

电磁阀矩阵 · 分时复用 · 流量均衡 · 实战：8路控制

26 安全与防护

输入保护·防反接·过流检测 · 实战：硬件保护电路

27 生产测试与校准

自动化测试脚本 · ADC校准 · 整机测试 · 实战：生产固件

28 项目实战（上）

需求分析 · 系统框图 · 模块划分 · 实战：架构设计

29 项目实战（中）

编码实现 · 单元测试 · 集成测试 · 实战：核心功能编码

30 项目实战（下）

系统联调 · 问题排查 · 性能优化 · 课程总结与展望