FastBond2阶段1-基于esp32桌面时钟+云服务器监控的框图设计

内容介绍

一、项目介绍

我在阿里云有一台轻量服务器，由于配置较低因此需要经常检查其运行状态，为此我计划设计一个可联网实时获取服务器健康状态并进行展示的桌面小时钟。

设计思路

设计的主要功能有：

显示当前时间
显示当日天气及气温
展示云服务器的监控指标
监控当前的环境光和室温数据

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市场前景

随着互联网的普及和物联网技术的发展，人们对实时信息的需求越来越高。同时，对于企业和个人用户来说，监控服务器的健康状况也变得越来越重要。因此，该设计满足了这一需求，具有很大的市场潜力。目标用户可以是企业和个人用户。企业用户可以使用该硬件监控服务器的健康指标，以便及时发现问题并采取相应的措施。个人用户可以将其用作家庭办公室或工作区的装饰品，同时还可以获取日期和温度等实用信息。

目前市场上已经存在一些类似的产品，例如智能温度计和显示屏等。但是，该产品能够提供更多的功能，例如显示云服务器的健康指标，并且能够自定义数据源，那么它将具备与竞争对手区分开的优势。

二、方案框图

Scheme-it工具介绍

Scheme-it是一个由DigiKey推出的基于云的工具，可让全球用户设计并共享电子电路图和原理图，可以被用来绘制原理图和框图，并具有分享功能。

而且，为了让开发者的工作更高效便捷，Scheme-it还提供了非常丰富的设计资源：

Scheme-it参考设计库（Design Starters)预存了近200个参考设计文件，分为6大类，14小类，涵盖通信、工业、交通、电源、开发工具、消费类电子等各个领域。

Scheme-it附带超过700个通用符号的符号库。

同时Scheme-it与Digi-Key元件目录相连，可访问数百万种元件，可协助用户完成各种各样的电路设计。在 Scheme-it 中，用户可以创建物料清单 (BOM) 并购买项目中使用的元器件，还可以与他人共享项目并以 KiCAD、.PNG、.SVG 和 .PDF 文件格式导出。

方案框图

根据活动要求，使用Scheme-it工具绘制了方案的框图，主要内容如下：

https://www.digikey.cn/schemeit/project/esp32桌面时钟云服务器监控-b5fe758af8f74e05b6662c1e27af9aad

ESP32___-______

三、元器件介绍

主要元器件：

ESP32-S3 乐鑫
MCP9808-Microchip
LTR-329
Adafruit 1.47" 320x172 Round Rectangle Color IPS TFT Display - ST7789

ESP32-S3

乐鑫ESP32-S3是一款高度集成的Wi-Fi和蓝牙低功耗系统级芯片(SoC)，专为物联网应用而设计。它是乐鑫电子推出的新一代ESP32系列产品，具有更强大的处理能力和更丰富的功能。

以下是ESP32-S3的主要特点和功能：

处理器：ESP32-S3采用了一颗高性能的32位RISC-V单核处理器，主频高达240MHz。它支持多种指令集扩展，包括浮点运算、DSP和SIMD指令，可提供更快的计算速度和更高的效率。
连接性：ESP32-S3集成了双模式2.4GHz Wi-Fi和蓝牙5.0，支持802.11b/g/n协议和BLE（低功耗蓝牙）。它可以作为Wi-Fi客户端或热点，实现无线网络连接，并支持传输速率高达150Mbps。
安全性：ESP32-S3内置了硬件加密引擎，支持AES、SHA-2和RSA等加密算法，保护数据的安全性。它还提供了安全启动和OTA（空中固件升级）功能，确保设备的安全性和可信度。
内存和存储：ESP32-S3具有320KB的SRAM和4MB的闪存，可以存储应用程序代码和数据。它还支持外部SPI Flash存储器扩展，以满足更大存储需求。
低功耗：ESP32-S3采用了先进的功耗管理技术，包括多个睡眠模式和电源优化功能，以最大程度地降低功耗并延长电池寿命。
开发工具和生态系统：乐鑫提供了丰富的开发工具和软件库，如ESP-IDF（ESP32开发框架）和ESP-MDF（ESP-Mesh开发框架），使开发者能够快速构建物联网应用。此外，ESP32-S3与其他乐鑫产品兼容，并且有庞大的社区支持。

总的来说，乐鑫ESP32-S3是一款功能强大、性能卓越的物联网芯片，适用于各种物联网应用，如智能家居、工业自动化、智能农业等。它的高度集成和丰富的功能使得开发者能够轻松实现连接性、安全性和低功耗要求，加速物联网产品的开发和上市。

MCP9808

MCP9808是由Microchip推出的一款最大精度±0.5℃的数字温度传感器，将-20°C至+100°C之间的温度转换为具±0.25℃/±0.5℃（典型/最大）精度的数字。

MCP9808配备了可编程寄存器，为温度传感应用提供灵活性。这些寄存器允许用户选择设置，如关机或低功耗模式，并指定温度警报窗口限制和临界输出限制。当温度超出指定边界限制时，MCP9808会输出一个警报信号。用户可以选择将警报输出信号极性设置为用于恒温器操作的主动低电平或主动高电平比较器输出，或者作为基于微处理器系统的温度警报中断输出。警报输出还可以配置为仅作为临界温度输出。

该传感器可使用单个串行总线控制多达八个或十六个传感器。这些功能使得MCP9808非常适合复杂的多区域温度监测应用程序。

LTR-329

LTR-329ALS-01是一款低电压I2C数字光传感器，采用低成本微型芯片引线无铅表面贴装封装。该传感器将光强度转换为直接I2C接口可读取的数字输出信号。它在0.01 lux到64k lux的广泛动态范围内提供线性响应，并非常适合高环境亮度下的应用。用户可以选择6种增益设置（1X、2X、4X、8X、48X和96X）进行配置。

Adafruit 1.47" 320x172 Round Rectangle Color IPS TFT Display - ST7789

这是一个全新的“圆角矩形”TFT显示器，对角线尺寸为1.47英寸，具有高密度250 ppi、172x320个全彩像素和IPS任意角度视图。这是一款支持SPI接口并且拥有友好显示驱动程序的产品，因此可以与任何微控制器或微型计算机配合使用！

这款可爱小巧的显示屏模块是将小型、多彩且非常亮眼的显示屏添加到任何项目中最佳方式。由于该显示屏使用4线SPI进行通信，并具有自己可编址像素帧缓冲区，在每种类型的微控制器上都可以使用。即使是内存较少、引脚数量有限的非常小型控制器也可以！1.47英寸显示屏具有172x320个16位全彩像素，并且是一款IPS（广视角）显示屏，在80度偏离轴线方向时颜色仍然很出色。TFT驱动芯片（ST7789）与热门的ST7735非常相似，官方的Arduino库对其提供了良好支持。

四、心得体会

通过本次的FastBond活动，我对于物联网设备的设计有了更深入的了解，在过程中我也对Scheme-it这个设计工具进行了简单的学习和体验，之前也有在DigiKey购买过元器件，现在发现这个工具能够更方便我们的设计和采购。