利用XIAO ESP32S3构建一个运动感应智能标识系统

本项目是一款专为餐厅和小型企业设计的运动感应智能标识系统。与传统持续点亮店招或菜单标识不同，该系统利用PIR(被动红外)运动传感器检测顾客是否在附近。一旦检测到人体移动，标识灯即亮起(通过连接的网页仪表盘显示);当一段时间内无人经过后，系统会自动调暗或关闭，以节省能源。

核心硬件为Seeed XIAO ESP32S3，一款小巧且支持Wi-Fi和蓝牙的微控制器，搭配Grove PIR运动传感器和LDR(光敏电阻)。PIR传感器用于检测人体存在，而LDR则感知环境光照强度——因此只有在真正黑暗且有人靠近时才会启动，避免在白天光线充足时不必要的开启。ESP32S3 拥有简单的网络服务器功能，因此可以无需专用应用程序，通过任何浏览器(如手机、平板或安装在广告牌附近的屏幕)显示和监控广告牌的状态(开启/关闭/关闭)。

我们已成功构建并测试了一个工作原型：PIR传感器、光敏电阻(LDR)和XIAO ESP32S3被连接在面包板上，并安装在一个紧凑的泡沫板外壳内(用作广告牌外壳的替代品)，其中PIR传感器的球形部分朝外，用于检测接近的顾客。实时状态信息——包括运动检测、环境光照读数和当前亮度——可通过连接到ESP32S3网页仪表盘的手机浏览器查看。

本项目的意义：

夜晚经过餐厅和商店时，即使街道空无一人，广告牌也常以全亮模式闪烁。这是一处虽小却普遍存在的电力浪费现象——若将这一情况扩展至每天10至16小时运行广告牌的数千家餐厅，其造成的电费与能源消耗成本将十分可观。

我们希望打造一个解决方案，能够：

•在不需商家手动开关广告牌的情况下，有效减少不必要的能源消耗。

•为小型企业降低运营成本，每一笔节省都至关重要。

•结构简单、价格低廉且易于改装——无需昂贵的智能标识系统，只需一个低成本的传感器和微控制器即可。

•通过网页提供可视化与控制功能，业主可远程查看标识状态，无需额外硬件如定制应用程序或显示屏。

组件：

•Seeed XIAO ESP32S3 — 主控芯片，读取传感器输入，控制标识输出，并托管网页

•Grove PIR 运动传感器 — 检测其范围内的人员活动/移动

•LDR(光敏电阻) — 检测环境光照强度，使标识仅在光线较暗或黑暗时才开启

•面包板 + 跳线 — 将PIR传感器和LDR电路连接至ESP32S3的GPIO/模拟引脚

•泡沫板外壳 — 紧凑的原型外壳，用于固定传感器和电路，模拟标识外壳

•网页(托管于ESP32S3) — 显示实时标识状态，并作为“智能标识”界面

系统流程：

•感应：

Grove PIR 运动传感器持续监测餐厅/标识前方区域。PIR传感器可检测红外辐射的变化(即人体热量移动)，因此非常适合低功耗、持续运行的运动检测。同时，LDR会持续测量标志物周围环境的光照强度。

•信号处理：

PIR传感器的数字输出引脚连接到XIAO ESP32S3上的GPIO引脚。当检测到运动时，该引脚输出高电平;当无运动时，则输出低电平。LDR连接到XIAO ESP32S3上的模拟(ADC)引脚，形成一个电压分压电路(LDR + 固定电阻)。当环境光照减弱时，LDR的电阻增大，导致ESP32S3读取的电压发生变化。该模拟读数与预设的黑暗阈值进行比较，以判断当前是否“足够黑暗”，从而决定是否需要显示标志(例如傍晚或夜间)。

•决策逻辑(在ESP32S3上)：

ESP32S3 首先检查 LDR 读数：如果环境光高于黑暗阈值(即白天/明亮)，则无论是否有运动，标志都会保持关闭状态——因为白天不需要照明标识。如果环境较暗(LDR 读数低于阈值)，系统随后检查 PIR 传感器：

•若检测到运动 → 标志将切换为“开启”(完全亮起)状态;

•若在设定的超时时间内(例如 30–60 秒)未检测到运动 → 标志将转为“调暗”或“关闭”状态，以节省能源。

•该组合逻辑在微控制器上循环运行，持续监测两个传感器，并相应更新标志状态。

•网页显示：

XIAO ESP32S3 连接到 Wi-Fi 并运行一个轻量级 Web 服务器。通过手机或浏览器打开仪表板，会显示一个“欢迎”页面，包含实时状态徽章(例如表示夜间/低光模式)，以及以下实时数据：

•运动 — PIR 传感器当前是否检测到人员(是/否)

•光照 — LDR 的原始环境光读数

•亮度 — 应用于标志的当前亮度水平(0–255 模式)

仪表板实时更新，因此显示的数据反映了传感器实时采集到的信息。该网页在原型中起到了视觉“标志”的作用——模拟实际照明标识或显示屏的运行效果，同时作为业主的远程监控仪表盘。

手动控制：

仪表盘还包含一个“手动控制”部分，配有“强制调节自动亮度”的切换开关。当开启时，滑块(从暗到亮)可让业主直接通过网页手动设置标识的亮度，绕过自动的PIR/LDR逻辑——适用于特殊场合、活动，或当业主希望无论传感器读数如何，都让标识完全亮起的情况。当关闭强制控制后，系统将恢复上述自动运动与光照联动的逻辑。

节能优势：

由于标识仅在有人存在时才保持完全亮起，因此避免了全天候全亮度运行所造成的能源浪费，直接解决了最初的问题。

原型制作：

电路在面包板上组装：使用跳线将Grove PIR传感器和光敏电阻(LDR)连接到Seeed XIAO ESP32S3(包括电源、地线、数字信号和模拟信号接口)，并将光敏电阻设置为电压分压电路的一部分，用于光线检测。整个组件——PIR传感器、光敏电阻、面包板和ESP32S3——被封装在一个紧凑的泡沫板外壳内，其中PIR传感器的探测圆盘一端暴露，用于感应接近的运动。ESP32S3通过USB供电，开机后连接Wi-Fi并提供实时仪表板服务，该功能已在手机浏览器中进行了测试和验证，如工作原型照片所示。

本文编译自hackster.io