第二章：硬件平台选型
做物联网节点开发，第一步就是选硬件。这步走对了，后面就顺了。走错了？嗯，我见过不少项目因为选型失误，最后推倒重来。
今天咱们聊聊主控芯片、LoRa模块和传感器的选型。这三样东西，说白了就是节点的「大脑」、「嘴巴」和「眼睛」。
2.1 主控芯片选型：STM32 vs ESP32
我个人习惯，选主控先看功耗和接口。农业节点往往丢在田里几个月，换电池？那可不是闹着玩的。
STM32L系列，我推荐它做主力。为什么？
- 功耗极低：休眠电流能做到1μA以下。我在项目中做过测试，一节18650电池，15分钟上报一次数据，能撑半年以上。
- 外设丰富：ADC、I2C、SPI、UART，该有的都有。接传感器基本不用愁。
- 生态成熟：HAL库、LL库，文档齐全。遇到问题，网上随便一搜就有答案。
那ESP32呢？它也有自己的优势。
- 自带Wi-Fi和蓝牙：如果你需要本地调试或者临时用手机连一下，ESP32确实方便。
- 价格便宜：比STM32L系列便宜不少。
- 算力强：双核240MHz，跑点轻量级算法没问题。
但说实话，做纯LoRa节点，我建议还是用STM32。ESP32的休眠功耗偏高，大概在10μA左右。你想想看，同样一节电池，ESP32可能只能撑两个月，STM32能撑半年。这笔账，算得过来。
我的建议：
- 追求超低功耗、长期运行 → STM32L051 或 STM32L072
- 需要本地Wi-Fi调试、功能复杂 → ESP32
- 预算敏感、功耗要求不高 → ESP32
小技巧：我习惯在STM32上预留一个UART口，用来接ESP32做调试网关。这样平时节点低功耗运行，调试时插上ESP32就能看日志，两全其美。
2.2 LoRa模块选型：SX1278
LoRa模块，市面上最成熟的就是SX1278。说实话，我做了五六年LoRa项目，90%都在用这颗芯片。
SX1278的核心参数：
| 参数 | 值 |
|---|---|
| 工作频段 | 410-525 MHz |
| 最大发射功率 | +20 dBm (100mW) |
| 接收灵敏度 | -148 dBm |
| 调制方式 | LoRa / FSK / OOK |
| 接口 | SPI |
| 工作电压 | 1.8V - 3.7V |
为什么选它？
- 距离远：开阔地实测，5公里没问题。我在农田里测过，有次在玉米地里，2公里信号依然稳定。
- 穿透力强：SX1278的扩频技术，说白了就是抗干扰能力强。大棚里金属架多，普通无线模块经常掉线，SX1278基本没出过问题。
- 功耗可控：休眠时电流不到1μA，发射时也就120mA左右。配合STM32的休眠，整体功耗非常理想。
注意：市面上有很多SX1278的模块，比如E32-900T20D、Ra-01等。我建议买带屏蔽罩的版本。曾经有一次，我在项目里用了不带屏蔽的模块，结果旁边有个电机一启动，数据全乱套了。嗯，从那以后我再也不敢省这个钱了。
2.3 传感器选型
农业监测，核心就三个参数：温湿度、土壤湿度、光照。选对了传感器，数据才靠谱。
2.3.1 温湿度传感器：SHT30
温湿度传感器，我推荐SHT30。为什么不是DHT11？你想想看，DHT11精度±5%RH，测出来的数据你敢信吗？
- 精度高：湿度±2%RH，温度±0.2°C。农业监测完全够用。
- 接口简单：I2C，两根线搞定。
- 功耗低：测量时1.5mA，休眠时0.2μA。
避坑指南：我曾经把SHT30直接暴露在大棚里，结果水汽凝结，数据直接飘了。后来加了个防水透气膜，问题解决。记住，传感器要加防护，但别影响通风。
2.3.2 土壤湿度传感器：电容式
土壤湿度传感器，市面上分两种：电阻式和电容式。
电阻式：便宜，但容易腐蚀。我见过一个项目，用了三个月，探头就锈断了。
电容式：贵一点，但耐用。推荐SKU:SEN0193或者YL-69的电容版。
- 输出方式：模拟电压，接STM32的ADC即可。
- 测量范围：0-100% RH（相对湿度）。
- 寿命：正常使用2-3年没问题。
我的经验：电容式传感器受温度影响较大。我习惯在代码里做温度补偿，公式很简单：
// 温度补偿示例
float compensate_soil_moisture(float raw_adc, float temp) {
float moisture = raw_adc * 100.0 / 4095.0;
// 每升高1°C，补偿-0.5%
moisture -= (temp - 25.0) * 0.5;
return moisture;
}2.3.3 光照传感器：BH1750
光照传感器，我推荐BH1750。它是个数字光照计，直接输出lux值，不用自己算。
- 测量范围：1-65535 lux。从阴天到烈日都能测。
- 接口：I2C，和SHT30共用总线。
- 精度：±1 lux（低光下），高光下也够用。
为什么不用光敏电阻？说白了，光敏电阻输出的是模拟值，你得自己标定。而且温度漂移大，测出来的数据不够准。BH1750内部有校准，拿来就用，省心。
小技巧：BH1750有个「连续高分辨率模式」，我一般用这个。它每120ms更新一次数据，功耗也不高。如果节点休眠时间长，可以改成「一次测量模式」，测完就睡。
2.4 选型总结
好了，咱们把选型结果整理一下：
| 组件 | 推荐型号 | 核心理由 |
|---|---|---|
| 主控芯片 | STM32L051 / STM32L072 | 超低功耗，外设丰富 |
| LoRa模块 | SX1278 (带屏蔽罩) | 距离远，抗干扰强 |
| 温湿度传感器 | SHT30 | 精度高，功耗低 |
| 土壤湿度传感器 | 电容式 (SEN0193) | 耐用，不易腐蚀 |
| 光照传感器 | BH1750 | 数字输出，精度高 |
这套组合，我在三个农业项目里验证过。一个在大棚，一个在果园，还有一个在稻田。最长的已经跑了两年多，没出过硬件故障。嗯，选型这步走稳了，后面就踏实了。
下一章，咱们开始画原理图。到时候我会把每个引脚的连接方式讲清楚，包括怎么处理电源、怎么加保护电路。到时候见。