M5Atom_airqa/M5Atom_airqa.ino

/*
Питание 3,3 В
Логические уровни 3,3 В
Точность измерения влажности ± 2%
Точность измерения температуры ± 0,2 °C
Разрешающая способность показаний датчика HDC1080 14 бит
Диапазон измерения концентрации CO2: 400 ... 8192 ppm
Диапазон измерения концентрации летучих органических веществ 0 ... 1187 ppb
*/

/***************************************************************************

Датчики воздуха
24A1605423AC  - light
5002918A38CC
5002919F5450
24A160474D14
24A160542B80        

Белая 2B80
Шумная 38CC
У вас  23AC
Офис  5450
Кухня 4D14

 ***************************************************************************/
#include "esp_sleep.h"

#include <WiFiManager.h> // https://github.com/tzapu/WiFiManager
#include <Preferences.h> //Сохранение настроек хеша прошивки

#include <HTTPClient.h>
#include <ESP32httpUpdate.h> //Библиотека ОТА обновлений
#include "M5Atom.h"          //Библиотека атома для функции Led и Кнопки, можно упразднить и убрать

#include <WiFiUdp.h>            //Udp клиент
#include <NTPClient.h>          //NTP запрос времени
#include <TimeLib.h>            //Внутреннее время
#include <Wire.h>               //Библиотека дял I2C
#include "ClosedCube_HDC1080.h" //Температура влажность
//#include "Adafruit_CCS811.h"    //eco2 Tvoc
//#include "SparkFunCCS811.h"
#include "ccs811.h"

#include <PubSubClient.h> //Mtqq
#include <ArduinoJson.h>  //Упакова в JSon - удобная библиотека
#include <ESPmDNS.h>

//Наша кнопочка при нажатии на которую произойдет вызов wifi менеджера и перезагрузка в станцию
#define TRIGGER_PIN 39
#define uS_TO_S_FACTOR 1000000
#define TIME_TO_SLEEP 60
#define GPIO_WAK 23
#define CCS811_ADDR 0x5B //Default I2C Address
//#define CCS811_ADDR 0x5A //Alternate I2C Address

unsigned int VersionSW = 54; //65536  Версия прошивки 

//15 - добавлено то, се, забыл вообще дописать что добавлено Serial
//19 - вывод в консоль всех действий, ошибки с обновлнеием - починил, прияногое мигание светодиодом, тест для поиска metrics.
//21 - убран мак из вывода в топике
//22 - поправлено поиск сервера по metrics local.
//23 - добавленн BSID
//24 - полный передел всего
//25 - новые топики, спящий режим и куча иземенний связанных со спящим режимом.
//26 - тест обновления да сук - работает
//27 - таймаут станции без wifi 40 сек
//28 - калибровка вернулась
//29 - baseline выведен из 24х часов и отключен
//30 - новое освещение оранжевый цвет который нихера не оранжевый
//31 - фиксим время
//32 - рестарт без wifi
//33 - бейслайн и куча изменений по переподключению mqtt
//34 - правка с опросом, бесконечный цикл
//35 - закоменчен вывод ошибок available
//36 - настройка mqtt по ip и режимы датчика - неудачная загрузка 27.03
//37-38 - сохранение ip metrics, и чтение из памяти, убрана базовая линия. Логин пароль. Фиксим получение временя 29.03
//39 - новая функция преобразования строку в ip объект.
//41 - уменьшил код на 7%. Перезалив. Пропали 3 из 5, но не отвалились, ходят за обновлениями, все успешно
//42 - Новая функция получения данных с CO2. Что-то не вяжется с либой.
//43 - Больше задержек для чтения i2c
//44 - Новая либа твок "maarten-pennings" Спаркфан и Адафрут суки - с ошибками изначально пишут на всех форумах.
//46 - Смена локального сервера времени, хрони на одроиде. Установка базовых линий по новой.
//48 - алгоритм фильтрации
//50 - нахуй хост менеджер, смена качества
//52 - убрал базовые линии ЕСО2.           
//53 - базовые линии вернулись на место. Обновление по старту css811 7 измерений вместо 10         
                                        
WiFiManager wm; // обьект менеджера
WiFiManagerParameter custom_field;
Preferences OTApreferences; //Обьект хранения настроек хеша прошивки

//Adafruit_CCS811 ccs;

CCS811 ccs811(23);

ClosedCube_HDC1080 hdc1080;
StaticJsonDocument<200> doc;

WiFiClient espClient;
PubSubClient MqttClient(espClient);

//IPAddress IpMqtt(192,168,89,210);

WiFiUDP ntpUDP;
NTPClient timeClient(ntpUDP, "192.168.89.210", 0, 20000); //Собственно сервер времени смещение и частоат запроса, но он вручную
const PROGMEM char *willmess = "{\"conn\":\"err\"}";
 //Хостнейм брокера metrics.local   cctv.automation.art  //192.168.89.210

IPAddress ipaddrBro(192, 168, 89, 210);
unsigned int mqttPort = 1883; //Порт брокера 1883 8889

const char *prefArea = "ota-config";

String getMacAddress();
String macc = getMacAddress();
String topicTemp = "aastudio/sens/" + macc + "/data/0";
String willTopicTemp = "aastudio/sens/" + macc + "/status";

const PROGMEM char *mqttLogin = "AA_Lab", *mqttPass = "automation.art$";

char bufTopic[140];
char bufWillTopic[150];
const char *mqttIPHost;

RTC_DATA_ATTR byte countOta = 0;
// RTC_DATA_ATTR wakPinSet=LOW;

float TempAv, HumAv, Eco2Av, TvocAv;
unsigned int BaselineTvoc = 0;
long rssi = 0;
byte idxT = 0, idxH = 0, idxECO = 0, idxTVOC = 0;
unsigned int cntWhile = 4;

bool mqttSendFlag = false;
bool flagblink = true;

void ledset(byte color = 0, bool blink = false)
{
    M5.dis.setBrightness(30); //Половина яркости
    switch (color)
    {
    case 2:
        M5.dis.drawpix(0, 0xf00000); //Зеленый
        break;
    case 1:
        M5.dis.drawpix(0, 0x00ff00); //Красный
        break;
    case 3:
        M5.dis.drawpix(0, 0x0000ff); //Синий
        break;
    case 4:
        M5.dis.drawpix(0, 0x707070); //Белый
        break;
    default:
        M5.dis.clear();
        break;
    }
}

//Настройки
void setup()
{

    pinMode(GPIO_WAK, OUTPUT); //Пин датчика для работы
    digitalWrite(GPIO_WAK, LOW);
    delay(10);

    Serial.begin(115200);
    Serial.setDebugOutput(true);

    M5.begin(true, false, true);        
    Wire.begin(25, 21); //Пины для I2c на ATOM

    hdc1080.begin(0x40);
    hdc1080.setResolution(HDC1080_RESOLUTION_11BIT, HDC1080_RESOLUTION_11BIT);
    startCcs811(macc);   

    pinMode(TRIGGER_PIN, INPUT);
    
    WiFi.mode(WIFI_STA);

    topicTemp.toCharArray(bufTopic, topicTemp.length() + 1);
    willTopicTemp.toCharArray(bufWillTopic, willTopicTemp.length() + 1);

    Serial.println(bufTopic);
    Serial.println(bufWillTopic);

    // wm.resetSettings(); // wipe settings

    std::vector<const char *> menu = {"wifi", "info", "param", "sep", "restart", "exit"};
    wm.setMenu(menu);
    // wm.setClass("invert");
    wm.setConfigPortalTimeout(40);

    wm.setMinimumSignalQuality(20);
    wm.setScanDispPerc(true);
    wm.setWiFiAutoReconnect(true);

    bool res = wm.autoConnect("AirQaPortal", "12345678"); // Подключение к анонимной точке доступа
    if (!res)
    {
        ESP.restart();
    }

    
   

    //Запрос IP сервера MQTT и установка сервера
    // MqttClient.setServer(ipaddrBro, mqttPort);

    if (reqNtpTime() == 1)
    {
        reqNtpTime();
    }
}

//Установка сервера и порта

int reqNtpTime()
{
    if (timeClient.update())
    {
        uint32_t timeEpoch = timeClient.getEpochTime();
        if (timeEpoch < 1600000000)
        {
            Serial.println("Error reqNtpTime() Time");
            return 1;
        }
        setTime(timeEpoch);
        // Serial.print(timeEpoch);
        // Serial.print(" <=ntp==  ==device=> ");
        // Serial.println(now());
    }
    return 0;
}

int checkButton()
{
    Serial.println("Button Pressed to RESET");
    OTApreferences.begin(prefArea);
    OTApreferences.clear();
    OTApreferences.end();
    wm.resetSettings();

    ESP.restart();

    return 0;
}

void OTAUpdate()
{
    Serial.println("!!!OTAUpdate() START!!!!");
    bool flagOTA = false;
    String keyOTA;
    String payload;

    if (WiFi.status() == WL_CONNECTED)
    {
        HTTPClient http;
        String serverPath = "http://meteosence.s-host.net/airqa/airquality.php?meteopas=e93gme9hAt9nSWaV&mac=" + macc + "&meteodata=gethash";
        Serial.println(serverPath);

        http.begin(serverPath.c_str());
        int httpResponseCode = http.GET();

        if (httpResponseCode > 0)
        {
            Serial.println(httpResponseCode);
            payload = http.getString();

            Serial.println(payload);

            if (payload != "errno" || payload != "errfi")
            {
                OTApreferences.begin(prefArea);
                keyOTA = OTApreferences.getString("md5HashOTA");

                if (keyOTA.length() <= 0)
                {
                    OTApreferences.putString("md5HashOTA", "undifined");
                }

                keyOTA = OTApreferences.getString("md5HashOTA");

                if (payload != keyOTA)
                {
                    flagOTA = true;
                    OTApreferences.putString("md5HashOTA", payload);
                }
                OTApreferences.end();
            }
            else
            {
                Serial.print("Host error: ");
                Serial.println(payload);
            }
        }
        else
        {
            Serial.println(httpResponseCode);
        }
        // Free resources
        http.end();
    }
    else
    {
        ////////Serial.println("WHY WiFi is Disconnected??");
    }

    if (flagOTA == true)
    {
        // flagOTA = false;
        disconnectMQTT();  

        ESPhttpUpdate.rebootOnUpdate(true);

        t_httpUpdate_return ret = ESPhttpUpdate.update("http://meteosence.s-host.net/airqa/airatoms.bin");

        switch (ret)
        {
        case HTTP_UPDATE_FAILED:
            Serial.printf("HTTP_UPDATE_FAILD Error (%d): %s", ESPhttpUpdate.getLastError(), ESPhttpUpdate.getLastErrorString().c_str());
            Serial.println(ESPhttpUpdate.getLastError());
            Serial.println(ESPhttpUpdate.getLastErrorString().c_str());
            Serial.println("HTTP_UPDATE_FAILD Error");

            ESP.restart();
            break;

        case HTTP_UPDATE_NO_UPDATES:
            Serial.println("HTTP_UPDATE_NO_UPDATES");

            ESP.restart();
            break;

        case HTTP_UPDATE_OK:
            Serial.println("HTTP_UPDATE_OK");

            ESP.restart();
            break;
        }
    }
}

String getMacAddress()
{
    uint8_t baseMac[6];
    esp_read_mac(baseMac, ESP_MAC_WIFI_STA);
    char baseMacChr[18] = {0};
    sprintf(baseMacChr, "%02X%02X%02X%02X%02X%02X", baseMac[0], baseMac[1], baseMac[2], baseMac[3], baseMac[4], baseMac[5]);
    return String(baseMacChr);
}

int startCcs811(String MacThat)
{
    unsigned int coefBaseline = 0;                      
    ccs811.set_i2cdelay(50);                        
    bool ok = ccs811.begin();                            
    delay(100); 
    if (!ok)
    {
        Serial.println("setup: CCS811 begin FAILED");
        httpSerial("CCS811_failed_begin");
        return 1;
    }
    // Serial.print("setup: hardware    version: ");
    // Serial.println(ccs811.hardware_version(), HEX);
    // Serial.print("setup: bootloader  version: ");
    // Serial.println(ccs811.bootloader_version(), HEX);
    // Serial.print("setup: application version: ");
    // Serial.println(ccs811.application_version(), HEX);

    ok = ccs811.start(CCS811_MODE_1SEC);
    if (!ok)
    {
        Serial.println("setup: CCS811 start FAILED");
        httpSerial("CCS811_failed_start");            
        return 2;
    }

    if (MacThat == "24A1605423AC")
    {
        coefBaseline = 25725;
    }

    if (MacThat == "5002918A38CC")
    {                                   
        coefBaseline = 29814;
    }

    if (MacThat == "5002919F5450")
    {
        coefBaseline = 13431;
    }

    if (MacThat == "24A160474D14")
    {
        coefBaseline = 21632;
    }

    if (MacThat == "24A160542B80")
    {
        coefBaseline = 13440;
    }

    if (coefBaseline != 0)
    {
        ccs811.set_baseline(coefBaseline);          
    }

    return 0;
}                   

int SetCallibrationCoeff(String MacThat)
{

    // 24A1605423AC  - light
    // 5002918A38CC
    // 5002919F5450
    // 24A160474D14
    // 24A160542B80

    if (MacThat == "24A1605423AC")
    {
        TempAv += -6.91;
        HumAv += 7.95;
    }

    if (MacThat == "5002918A38CC")
    {
        TempAv += -5.72;
        HumAv += 12.74;
    }

    if (MacThat == "5002919F5450")
    {
        TempAv += -6.57;
        HumAv += 12.89;
    }

    if (MacThat == "24A160474D14")
    {
        TempAv += -7.14;
        HumAv += 11.84;
    }

    if (MacThat == "24A160542B80")
    {
        TempAv += -7.37;
        HumAv += 8.5;
    }

    return 0;
}

//Запрос данных с датчиков.
void reqSensorData()
{
    float hdc1080Temp = 0, hdc1080Hum = 0;

    hdc1080Temp = hdc1080.readTemperature();
    hdc1080Hum = hdc1080.readHumidity();
    delay(50);
    char outstr[6];
    dtostrf(hdc1080Temp, 5, 2, outstr);
    TempAv = atof(outstr);
    dtostrf(hdc1080Hum, 5, 2, outstr);
    HumAv = atof(outstr);

    int counAvail = 0;
    ledset(4, false);

    bool ccsflag = true;
    uint16_t eco2N, etvocN, errstat, raw, baseline;

    while (ccsflag)
    {
       
        ccs811.read(&eco2N, &etvocN, &errstat, &raw);
        ccs811.get_baseline(&baseline);

        // Print measurement results based on status
        // if (errstat == CCS811_ERRSTAT_OK)
        // {    
        //     // Serial.print("CCS811: ");
        //     // Serial.print("eco2=");
        //     // Serial.print(eco2N);
        //     // Serial.print(" ppm  ");
        //     // Serial.print("etvoc=");
        //     // Serial.print(etvocN);
        //     // Serial.print(" ppb  ");     
        //     // Serial.print(" baseline= "); 
        //     // Serial.print(baseline);
        //     // Serial.println();
        // }

        // if (errstat == CCS811_ERRSTAT_OK_NODATA)
        // {
        //   //  Serial.println("CCS811: waiting for (new) data"); 
        // }
        // else 
        
        if (errstat & CCS811_ERRSTAT_I2CFAIL)
        {
            httpSerial("CCS811_i2c_error");    
        }
        else        
        {
            // Serial.print("CCS811: errstat=");
            // Serial.print(errstat, HEX);
            // Serial.print("=");
            // Serial.println();
            httpSerial("errstat="+String(ccs811.errstat_str(errstat)));    
        }

        counAvail++;
        if (counAvail >= 8)           
        {
            ccsflag = false;
        }
        delay(1200);                            
    }

    ledset(2, false);

    Eco2Av = eco2N;
    TvocAv = etvocN;
    BaselineTvoc = baseline;
    rssi = WiFi.RSSI();
}

int SendMqttReq(bool sendVal = true, bool sendStatus = true, byte statusConn = 1)
{
    if (mqttSendFlag == true)
    {
        ledset(2, true);

        char resultString[200];
        String JsonData = "";
        rssi = WiFi.RSSI();
        unsigned long timeNow = now();

        if (sendVal == true)
        {
            doc["t"] = TempAv;   
            doc["h"] = HumAv;
            doc["eco"] = (int)Eco2Av;
            doc["tvoc"] = (int)TvocAv;
            doc["blt"] = BaselineTvoc;
            if (macc == "24A1605423AC")
            {
                doc["ligh"] = (int)map(analogRead(33), 0, 4095, 0, 100);
            }
            doc["ts"] = timeNow;

            serializeJson(doc, JsonData);

            doc.remove("t");
            doc.remove("h");
            doc.remove("eco");
            doc.remove("tvoc");
            doc.remove("blt");

            if (macc == "24A1605423AC")
            {
                doc.remove("ligh");
            }
            doc.remove("ts");

            doc.clear();
            doc.garbageCollect();

            Serial.println(JsonData); //Вывод JSON строки в консоль
            JsonData.toCharArray(resultString, JsonData.length() + 1);
            MqttClient.publish(bufTopic, resultString, true);
        }

        if (sendStatus == true)
        {
            const char *conn;
            switch (statusConn)
            {
            case 1:
                conn = "on";
                break;

            case 2:
                conn = "off";
                break;

            case 3:
                conn = "slp";
                break;

            case 4:
                conn = "upd";
                break;

            default:
                break;
            }

            doc["conn"] = conn;
            doc["rssi"] = rssi;
            doc["bsid"] = WiFi.BSSIDstr();
            doc["ts"] = timeNow;
            doc["exp"] = timeNow + 60 + 17;
            doc["sv"] = VersionSW;

            JsonData = "";
            serializeJson(doc, JsonData);
            Serial.println(JsonData); //Вывод JSON строки в консоль

            doc.clear();
            doc.garbageCollect();

            JsonData.toCharArray(resultString, JsonData.length() + 1);
            MqttClient.publish(bufWillTopic, resultString, true);
        }
    }
    return 0;
}

void reconnectMqtt()
{
    byte circle = 0;
    while (!MqttClient.connected())
    {
        circle++;
        if (circle == 4)
        {
            break;
        }

        MqttClient.setServer(ipaddrBro, mqttPort);

        const char *clientId = macc.c_str();
        if (MqttClient.connect(clientId, mqttLogin, mqttPass, bufWillTopic, 2, true, willmess))
        {   
            Serial.println("Mqttconnect - OK");
            mqttSendFlag = true;       
            SendMqttReq(false, true, 1);
        }
        else
        {
            Serial.print("Mqtt.state() = ");
            Serial.println(MqttClient.state());
            httpSerial("MqttState:" + String(MqttClient.state())); 

            /*              
            -4 : MQTT_CONNECTION_TIMEOUT - the server didn't respond within the keepalive time
            -3 : MQTT_CONNECTION_LOST - the network connection was broken
            -2 : MQTT_CONNECT_FAILED - the network connection failed
            -1 : MQTT_DISCONNECTED - the client is disconnected cleanly
            0 : MQTT_CONNECTED - the client is connected
            1 : MQTT_CONNECT_BAD_PROTOCOL - the server doesn't support the requested version of MQTT
            2 : MQTT_CONNECT_BAD_CLIENT_ID - the server rejected the client identifier
            3 : MQTT_CONNECT_UNAVAILABLE - the server was unable to accept the connection
            4 : MQTT_CONNECT_BAD_CREDENTIALS - the username/password were rejected
            5 : MQTT_CONNECT_UNAUTHORIZED - the client was not authorized to connect
            */
            mqttSendFlag = false;
            delay(500);
        }
    }
}

int httpSerial(String serialmess)
{

    OTApreferences.begin("ota-config");
    if (WiFi.status() == WL_CONNECTED)
    {
        HTTPClient http;
        String serverPath = "http://meteosence.s-host.net/serial/log.php?mac=" + macc + "&logmess=" + serialmess;
        http.begin(serverPath.c_str());
        int httpResponseCode = http.GET();

        if (httpResponseCode > 0)
        {
            // Serial.print("HTTP Response code: ");
            // Serial.println(httpResponseCode);
            String payload = http.getString();
            if (payload == "false")
            {
                Serial.println("Failed write to Http.Serial");
            }
        }
    }
    return 0;
}

void loop()
{
    //Проверка старта сервера
    M5.update();

    if (!MqttClient.connected())
    {
        Serial.print("MQTT reconnect..");
        reconnectMqtt();
    }

    MqttClient.loop();

    reqSensorData();

    SetCallibrationCoeff(macc);    

    SendMqttReq(true, true, 3);

    if (M5.Btn.pressedFor(1000))
    {
        httpSerial("Reset_in_button");
        ledset(4, true);
        checkButton();
    }
    
    if (countOta >= 10)
    {
        // reqNtpTime();
        countOta = 0;
        SendMqttReq(false, true, 4);
        OTAUpdate();
        SendMqttReq(false, true, 1);
    }
    countOta++;

    startCcs811(macc);
    goToSleep();
}

int disconnectMQTT()
{

    MqttClient.disconnect();
    return 0;
}

int goToSleep()
{
    ledset(3, true);
    disconnectMQTT();
    delay(500);
    WiFi.disconnect(true);
    delay(50);
    WiFi.mode(WIFI_OFF);
    delay(50);
    esp_wifi_stop();
    delay(100);
    esp_sleep_enable_timer_wakeup(TIME_TO_SLEEP * uS_TO_S_FACTOR);
    delay(100);
    esp_deep_sleep_start();
}