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        

 ***************************************************************************/
#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 <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 = 30; //65536  Версия прошивки 

//15 - добавлено то, се, забыл вообще дописать что добавленоSerial
//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
//26 - тест обновления сука - работает
//27 - таймаут станции без wifi 40 сек
//28 - калибровка вернулась
//29 - baseline выведен и отключен 
//30 - новое освещение оранжевый цвет 

gpio_num_t pinWak = GPIO_NUM_23;

WiFiManager wm; // обьект менеджера
WiFiManagerParameter custom_field;
Preferences OTApreferences; //Обьект хранения настроек хеша прошивки

Adafruit_CCS811 ccs;
ClosedCube_HDC1080 hdc1080;
StaticJsonDocument<200> doc, other;

WiFiClient espClient;
PubSubClient MqttClient(espClient);

IPAddress IpMqtt;

WiFiUDP ntpUDP;
NTPClient timeClient(ntpUDP, "0.ua.pool.ntp.org", 7200, 60000); //Собственно сервер времени смещение и частоат запроса, но он вручную
const PROGMEM char *willmess = "{\"conn\":\"err\"}";
const char *mqttHostName = "metrics"; //Хостнейм брокера metrics.local   cctv.automation.art  //192.168.89.210
unsigned int mqttPort = 1883;                     //Порт брокера 1883 8889


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

const PROGMEM char *mqttLogin = "login", *mqttPass = "password";

char bufTopic[140];
char bufWillTopic[150];

const char *mqttIPHost;

RTC_DATA_ATTR byte countOta = 0;
int PROGMEM nextM5Update = 450000; //каждые 7.5 минут запрос обновления с сервера
int PROGMEM nextReqSensor = 10000; //опрос датчиков раз в 10 секунд
int PROGMEM nextMqttSend = 60000;  //Отправка

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

bool mqttSendFlag = false;
int reqCounter = 0;
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()
{

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

    btStop();
    // esp_bt_controller_disable();

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

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

    pinMode(TRIGGER_PIN, INPUT);

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

    while (!ccs.begin() && !ccs.available()) //The device's I2C address is 0x5A
    {
        ledset(1, true);
    }

    //ccs.setTempOffset(8.6);    
    //  ccs.setBaseline(21634);                             
    //Установка коеффициентов каллибровки по MAC адресу
    //  SetCallibrationCoeff();

    delay(15);

    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;

    res = wm.autoConnect("AirQaPortal", "12345678"); // Подключение к анонимной точке доступа
    if (!res)
    {
        ////////////Serial.println("Failed to connect or hit timeout");
        ESP.restart();
    }
    else
    {
        ////////////Serial.println("Server AirQaPortal start");
    }

    //Запрос IP сервера MQTT и установка сервера
    setMqttServer();
    reqNtpTime();
}

//Установка сервера и порта
void setMqttServer()
{
    mdns_init();

    IPAddress IpMqtt, ipaddr;
    ipaddr = MDNS.queryHost(mqttHostName);
    if (ipaddr.toString() == "0.0.0.0")
    {
        Serial.println("MDNS.queryHost==0.0.0.0");
        int err = WiFi.hostByName(mqttHostName, IpMqtt);
        if (err == 1)
        {
            setServCall(IpMqtt);
        }
        else
        {
            Serial.print("Error code hostByName(): ");
            Serial.println(err);
        }
    }
    else
    {
        setServCall(ipaddr);
    }
}

int setServCall(IPAddress SetIpaddr)
{
    //////Serial.println("setServCall");
    //////Serial.println(SetIpaddr);
    MqttClient.setServer(SetIpaddr, mqttPort);
    // MqttClient.setCallback(callback);
    ////////Serial.println("Set MQTT Server - OK") ;
    return 0;
}

int reqNtpTime()
{
    if (timeClient.update())
    {
        uint32_t timeEpoch = timeClient.getEpochTime();
        setTime(timeEpoch);

        Serial.print(timeEpoch);
        Serial.print(" <=ntp==  ==device=> ");
        Serial.println(now());

        if (timeEpoch < 100000)
        {
            Serial.println("Error Time");
        }
    }

    return 0;
}

int checkButton()
{
    Serial.println("Button Pressed to RESET");

    wm.resetSettings();

    ESP.restart();
    //////////Serial.println("Starting config portal");
    //wm.setConfigPortalTimeout(120);

    // if (!wm.startConfigPortal("AirQaPortal", "12345678")) //Логин и пароль точки доступа
    // {
    //     Serial.println("failed to connect or hit timeout");

    //     ESP.restart();
    // }
    // else
    // {
    //     Serial.println("Clien connected to AP");
    // }
    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("ota-config");
                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);
                errorID = 3;
            }
        }
        else
        {
            Serial.println(httpResponseCode);
            errorID = 2;
        }
        // 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 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;
    int eco2 = 0, tvoc = 0;

    hdc1080Temp = hdc1080.readTemperature();
    hdc1080Hum = hdc1080.readHumidity();

    if (hdc1080Temp < -40 || hdc1080Temp > 60)
    {
        errorID = 6;
    }

    if (hdc1080Hum < 0 || hdc1080Temp > 100)
    {
        errorID = 7;
    }

    char outstr[6];
    dtostrf(hdc1080Temp, 5, 2, outstr);
    TempAv = atof(outstr);
    dtostrf(hdc1080Hum, 5, 2, outstr);
    HumAv = atof(outstr);
    
    
    for (int g = 0; g <= 5; g++)
    {
        delay(1000);
        if (ccs.available())
        {
            if (!ccs.readData())
            {
                ccs.setEnvironmentalData(hdc1080Hum-55,hdc1080Temp-25);    
                eco2 = ccs.geteCO2();
                tvoc = ccs.getTVOC();
                BaselineTvoc=ccs.getBaseline(); 
                Serial.println(eco2);
                Serial.println(tvoc);
            }
            else
            {
                Serial.println("==========ECO TVOC NONE READ");
            }
        }
        else
        {
            eco2 = 0;
            tvoc = 0;
            Serial.println("==========ECO TVOC NONE AVAILABLE");
            errorID = 5;
        }
    }

    Eco2Av = eco2;
    TvocAv = tvoc;

    rssi = WiFi.RSSI();
}

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

            default:
                break;
            }

            doc["conn"] = conn;
            doc["rssi"] = rssi;
            doc["bsid"] = WiFi.BSSIDstr();
            doc["ts"] = timeNow;
            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())
    {
        Serial.print("MQTT reconnect...");

        circle++;
        if (circle == 2)
        {
            break;
        }

        String maccrandom = macc + String(random(0xffff), HEX);
        const char *clientId = maccrandom.c_str();

        if (MqttClient.connect(clientId, bufWillTopic, 2, true, willmess))
        {
            Serial.println("MqttClient.connect() - OK");

            mqttSendFlag = true;

            SendMqttReq(false, true, 1);
        }
        else
        {
            ////Serial.print("MqttClient.state() = ");
            ////Serial.println(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(1000);
        }
    }
}

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

    if (!MqttClient.connected())
    {
        reconnectMqtt();
        ledset(1, true);
    }

    if (countOta >= 10)                        
    {
        // reqNtpTime();
        OTAUpdate();
        countOta = 0;
    }
    countOta++;

    reqSensorData();
    SetCallibrationCoeff(macc);

    SendMqttReq(true, true, 3);

    MqttClient.loop();
    disconnectMQTT();
    delay(500);

    if (M5.Btn.pressedFor(1000))
    {
        ledset(4, true);
        checkButton();
    }

    goToSleep();
}

int disconnectMQTT()
{
    MqttClient.disconnect(); 
    return 0;
}

int goToSleep()
{
    ledset(3, true);
    WiFi.disconnect(true);
    WiFi.mode(WIFI_OFF);

    esp_wifi_stop();

    esp_sleep_enable_timer_wakeup(TIME_TO_SLEEP * uS_TO_S_FACTOR);

    esp_deep_sleep_start();
}