基于ESP-C3的智能台灯的框图设计
1.项目介绍
台灯，一般指放在桌子上用的有底座的电灯，但随着科技的进步，智能台灯也渐渐步入人们的生活。此次我借助了Fastbond2设计了一款智能台灯，其有如下特点：
- 可以调节灯光亮度
- 装有风扇
- 可以通过蓝牙，按键，语音而实现亮度和风扇转速的调节
2.市场介绍
主要可以在孩童的智能台灯方面开拓市场，也可以作为工作台上的照明台灯使用。市场方向就是智能台灯，同时相比于普通台灯，具有别的功能，具有显著优势。
3.方案框图
项目框图的链接为https://www.digikey.cn/schemeit/project/项目一-4c50d825fd1c48de9001db37fdc71fd1
4.主要元器件
1.ESP-C3 乐鑫
2.INMP441麦克风
主控芯片：
ESP32-C3 是一款安全稳定、低功耗、低成本的物联网芯片，搭载 RISC-V 32 位单核处理器，支持 2.4 GHz Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE)，为物联网产品提供行业领先的射频性能、完善的安全机制和丰富的内存资源。ESP32-C3 对 Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE) 的双重支持降低了设备配网难度，适用于广泛的物联网应用场景。
ESP32-C3 搭载 RISC-V 32 位单核处理器，时钟频率高达 160 MHz。具有 22 个可编程 GPIO 管脚、内置 400 KB SRAM，支持通过 SPI、Dual SPI、Quad SPI 和 QPI 接口外接多个 flash，满足各类物联网产品功能需求。此外，ESP32-C3 的耐高温特性也使其成为照明和工控领域的理想选择。
ESP32-C3 集成 2.4 GHz Wi-Fi 和支持长距离的 Bluetooth 5 (LE)，有助于构建覆盖范围更广、射频性能更强的物联网设备。它还支持蓝牙 Mesh (Bluetooth Mesh) 协议和乐鑫 Wi-Fi Mesh，在较高的工作温度下仍能保持卓越的射频性能。
ESP32-C3 支持基于 RSA-3072 算法的安全启动和基于 AES-128/256-XTS 算法的 flash 加密功能，确保设备安全连接；创新的数字签名模块和 HMAC 模块确保设备身份安全；支持加密算法的硬件加速器确保设备在本地网络和云上安全传输数据。
ESP32-C3 支持基于 RSA-3072 算法的安全启动和基于 AES-128/256-XTS 算法的 flash 加密功能，确保设备安全连接；创新的数字签名模块和 HMAC 模块确保设备身份安全；支持加密算法的硬件加速器确保设备在本地网络和云上安全传输数据。
ESP32-C3 的几项关键优势：
ESP32-C3 具有完善的安全机制，能够有效抵抗威胁：
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- 安全启动：ESP32-C3 使用基于 RSA-3072 的标准身份验证方案，确保在设备上运行受信任的应用程序。该功能可阻止设备运行烧录在 flash 中的恶意程序。安全启动需要快速高效地进行，以满足即时启动设备（如球泡灯）的需求，ESP32-C3 的安全启动方案仅在设备启动过程中增加了不到 100 ms 的时间开销。
- Flash 加密：ESP32-C3 使用基于 AES-128-XTS 算法的 flash 加密方案，确保应用程序与配置数据在 flash 中保持加密状态。flash 控制器支持执行加密的应用程序固件，这不仅为存储在 flash 中的敏感数据提供了必要保护，还防止了运行时由于固件更改造成的 TOCTTOU (time-of-check-to-time-of-use) 攻击。
- 数字签名和 HMAC 外设：ESP32-C3 的数字签名外设，可以通过固件不可访问的私钥生成数字签名。同样地，其 HMAC 外设也可以生成固件不可访问的加密摘要。目前，大多数物联网云服务使用基于 X.509 证书的身份验证，数字签名外设保护了定义设备身份的私钥。这样一来，即使出现软件漏洞，它也能为设备身份提供强大的保护。
- 世界控制器模块：ESP32-C3 新增了世界控制器模块，该模块提供了两个互不干扰的执行环境。根据配置，世界控制器使用可信执行环境 (TEE) 或权限分离机制。如果应用程序固件需要处理敏感的安全数据（如 DRM 服务），则可以利用世界控制器模块，在安全区域处理数据。
支持长距离的 Bluetooth 5 (LE)
物联网设备通常使用 Wi-Fi 连接到云服务，但是只具有 Wi-Fi 功能的设备会对配网带来一定困难：它们无法向配网程序提供可靠的配置反馈；同时，iOS 和 Android 配网程序在连接网络时也会产生额外的复杂性。然而，Bluetooth LE 使设备配网变得很简单，Bluetooth LE 在本地环境中也很容易被发现并进行控制。
Bluetooth LE 协议的早期版本，传输距离比较短，不适用于在大型空间内实现本地点对点直接控制。ESP32-C3 增加了对 Bluetooth 5 (LE) 协议的支持，包含 Coded PHY (Long Range) 和扩展广播 (extended advertisement) 功能。它通过引入 FEC 编解码等技术，虽然增加了数据冗余度，但是大幅度增加了设备通信距离（通常为 100 米）。此外，ESP32-C3 还支持蓝牙 Mesh (Bluetooth Mesh) 协议，这使它成为了控制本地网络设备，以及直接与其他 Bluetooth 5 (LE) 传感器设备进行通信的强大候选设备之一。
INMP441麦克风
5.总结
通过这次的fastbond2阶段一的项目经历，我确实新学了很多知识。我其实没有学过和数字电路及电路相关的知识，所以在开始完成这个任务时，是有些犹豫的，但最终还是坚持了下来。我感到十分的受益匪浅。
张子跃展信安Coda01