ClearMCU-Wind

项目简介

ClearMCU-Wind 是基于 ESP32-C3 的 RS485 风速风向传感器采集网关固件，面向现场部署、批量站号配置、Web 运维和 MQTT 上报场景。

当前固件版本：RC2.0

主要功能

• 单个传感器逐个引导配置站号
• 多传感器共线轮询
• AP 本地维护入口常驻
• 外部 STA WiFi 接入与自动重连
• 只读 HTTP API
• MQTT 实时数据上报
• OTA 在线检查更新与固件升级
• 掉电配置保存

硬件目标

• esp32-c3-devkitm-1

通信参数

RS485 / Modbus

• 协议：Modbus RTU
• 波特率：9600
• 数据位：8
• 校验位：None
• 停止位：1

当前接线

• 串口：UART1
• TX：GPIO0
• RX：GPIO1

默认假设使用带自动收发方向控制的 TTL 转 RS485 模块。

寄存器说明

当前使用以下保持寄存器：

• 0x0000：风速 m/s
• 0x0001：风级
• 0x0002：风速 km/h
• 0x0003：风向角度
• 0x0004：风向方位码
• 0x0030：设备地址

功能说明

1. 引导配置

系统按 1..N 顺序为传感器分配站号。

现场操作规则：

• 每次配置时，总线上只保留 1 个待配置传感器
• 已配置好的设备先断开，避免误改地址
• 配置成功后，再接入下一个传感器

推荐流程：

1. 连接设备 AP。
2. 打开网页中的“引导配置”。
3. 只接入 1 个待配置传感器。
4. 点击“配置下一个传感器”。
5. 等待系统自动读地址、写地址和验证。
6. 成功后拔掉当前传感器。
7. 接入下一个传感器继续配置。
8. 全部完成后点击“结束配置并进入运行”。

说明：

• 部分传感器改址后不会返回标准写应答。
• 固件会在写入后自动读回验证。
• 只要新站号验证通过，界面会按“站号已生效，不影响使用”处理。

2. 实时轮询

运行模式下系统会循环读取全部已配置传感器，并显示：

• 风速 m/s
• 风级
• 风速 km/h
• 风向角度
• 风向方位
• 在线 / 离线状态

3. 网络模式

设备工作在 AP + STA 模式：

• AP 始终保留，便于现场维护
• STA 用于接入现场网络
• STA 断线后自动重连
• STA 异常不影响 AP 本地访问

AP 名称格式：

• ClearMCU-Wind-<MAC>

4. Web 页面

网页包含以下页面：

• 实时数据
• 引导配置
• STA 设置
• API
• 云服务
• 系统状态

系统状态页包含：

• AP / STA 信息
• MQTT 状态
• 固件版本
• 已配置传感器数量
• 恢复出厂
• 系统重启

5. MQTT 上报

配置 MQTT 后，系统会自动连接并周期发布实时数据。

默认主题前缀：

• clearesp/wind

完整主题：

• <topicPrefix>/<MAC>/realtime

说明：

• /realtime 已包含传感器 ID、在线状态和实时风速风向数据
• 不再单独发布 /sensors

6. OTA

云服务页提供 OTA 卡片，面向现场人员只展示：

• 当前固件版本
• 最新版本
• 检查更新按钮
• 下载并升级按钮

说明：

• OTA 需要设备先连接外部 WiFi
• 检测到新版本后才允许执行升级
• 升级完成后设备会自动重启

7. 恢复出厂

“恢复出厂”会清空全部持久化配置，包括：

• 传感器配置
• WiFi 配置
• MQTT 配置

执行后系统会自动重启。

HTTP API

所有接口均返回 JSON。

状态接口

• GET /api/state

返回整机完整状态，包括：

• AP / STA 状态
• MQTT 状态
• OTA 状态
• 引导配置状态
• 传感器列表
• 固件版本

传感器接口

• GET /api/ro/sensors

网络接口

• GET /api/ro/network

系统接口

• GET /api/ro/system

MQTT 数据示例

实时数据

主题：

<topicPrefix>/<MAC>/realtime

示例：

{
  "mac": "B43A455471D4",
  "firmware_version": "RC2.0",
  "uptime_ms": 123456,
  "sensors": [
    {
      "id": 1,
      "online": true,
      "wind_speed_ms": 3.8,
      "wind_level": 3,
      "wind_speed_kmh": 13.68,
      "angle_deg": 45.0,
      "direction_code": 2,
      "direction_name": "NE",
      "age_ms": 180
    }
  ]
}

编译与烧录

编译

platformio run

烧录

platformio run -t upload

RC2.0 变更

• 品牌字样统一更新为 ClearMCU-Wind
• 固件版本升级为 RC2.0
• 保留既有 OTA、MQTT、Web 管理与现场配置能力