本帖最后由 shawn 于 2024-3-20 18:29 编辑
0、缘起
对于热衷于智能家居的朋友来说，雷达模组是一个不可或缺的组件，与传统的红外模组相比，24G雷达模组以其低成本和高效能而受到青睐。虽然我也买了不少模块，但由于实在懒~
最近，在论坛上得到了一个获得雷达模组的机会，这个rd03e模组不仅能检测人的存在，还支持微动、运动和手势等多种状态，功能远超我最初的预期，它的检测距离甚至可达7.14米（虽然宣传中写的是6米）。更重要的是，在富有智慧、知识渊博、经验丰富、洞察力和创造力超群、优雅和魅力并存的园长敦促下，不容易烂尾😄
在这里，我将分享一个适合初学者的指南，展示如何从零开始将rd03e雷达模组集成到智能家居（HA）系统中，并用它来实现对普通灯具的智能控制。 😊
1、使用场景
这次想实现智能化的地方是办公室，无遮挡，但采光不好，白天需要开灯。
想实现屋内有人自动开灯，如果没人一段时间后自动关灯的功能，并避免忘关灯的情况，节约用电。由于感应距离远，且需要感应屋内是否有人，雷达模块是最合适不过的了。
开发版选择了10元包邮的esp32c3，用esphome接入过不少设备，而且也用vscode+platformio点过灯了，算是有点基础。
灯是普通的机械控制，不想动强电，所以30元买了红外的懒人开关，坏处是没有反馈不知道灯的状态，好处是省钱，和空调一并使用小米的红外遥控器接入ha。
2、制定方案
首先阅读Rd-03E快速入门使用文档，了解到硬件有两个固件，一个测距2米带手势的，一个测距6米的精准测距，默认是手势固件，根据场景需要使用精准测距固件，所以还需要重新刷固件。
然后阅读Rd-03E 精准测距固件用户手册，了解雷达的安装要求，要点是雷达的探测范围及天线安装方向，以确定合适的安装位置。顺便简单的了解下通信协议，看看能否在自己能力范围之内，其实我也是第一次做，完全没谱。
等待快递期间，先在论坛上找了rd03相关模块的示例，发现有很多大佬写过类库了，特别是用wb2实现的ha接入，RD03D接入HA实例分享，里面解决了和ha通信的问题，感觉完全没有难度了
。然后收到模块后故意等了两天，看大佬们分享的模块使用经验和代码，少走很多弯路。
那么方案基本确定下来，采用Rd-03e+esp32c3的组合，通过自己写代码的方式接入ha，通过ha平台实现智能控制。
3、动手DIY
3.1 刷固件
刷固件就不多说了，入门手册和论坛上都有介绍，我也是小白，这里说几点自己遇到的问题吧。
首先就是技术不行硬件来补，jlink、st-link、daplink一样一个，也不用贵的，就9.9包邮的，多多尝试总有一个成功。
根据手册安装完keil，之前玩海思买过jlink，我买的jlink比较便宜比较老，固件是2009的版本（估计现在淘宝买也是这个版本），jlink总是弹窗，折腾了一天换了无数版本都不行，总之固件没有刷成功，网上的解决版本是使用另外一个jlink给jlink升级固件……谁知道这个jlink咋这么辣鸡来。
翻江倒柜，发现还有一个st-link，貌似也有clk dio接口，然后keil中也有stlink，一顿操作顺利升级。只是升级后雷达没有数据返回了，比着手册又看了一遍，原来是没有选择擦除全部芯片，选上后重刷，雷达完美恢复。
既然stlink这么好用，又顺道研究了下stlink，发现还有个工具叫STM32 ST-LINK Utility，直接是刷固件神器，顺手把jlink刷到了205x的版本，再用keil打开jlink发现老实的很，啥毛病都没有了，有需要这个固件的可以单独找我，太完美了。到这1.5天过去了…
3.2 ESP32C3对接Rd03E模块，输出Uart数据
搭好vscode环境，接入esp32c3，点个灯试试，没问题。那么论坛上收集的xx大佬、yy大佬的代码，抄一抄，先输出下uart的数据：
#include <Arduino.h>
// put function declarations here:
void onReceiveSerial(void);
volatile bool is_rec=false;
uint8_t rec_buf[7];
void setup() {
Serial.begin(256000);
//Serial1.begin(256000, SERIAL_8N1,20,21);
Serial1.begin(256000, SERIAL_8N1,1,0);
Serial1.onReceive(onReceiveSerial);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
if(is_rec){
for (int i = 0; i < 7; ++i) {
Serial.printf("%02X ", rec_buf);
}
Serial.println();
is_rec=false;
}
}
void onReceiveSerial(void){
noInterrupts();
size_t uartAvailable=Serial1.available();
if(uartAvailable==7 && !is_rec){
Serial1.readBytes(rec_buf,7);
is_rec=true;
}
interrupts();
}
如果上面的代码没有输出，大家也不用奇怪，可能有两个原因，一个是需要把“&& !is_rec”去掉就正常了，至于为什么鬼知道，除了鬼哪位大佬可以解个惑？跪求~另外一个原因，就是买的esp32c3板子不带串口芯片，Serial压根没输出，网上又是一顿搜，最后可用的platformio.ini配置如下：
[env:esp32-c3-devkitc-02]
platform = espressif32
board = airm2m_core_esp32c3
framework = arduino
board_build.flash_mode = dio
upload_speed = 256000
monitor_speed = 256000
build_flags = -DARDUINO_USB_CDC_ON_BOOT
最重要的就是最后一句，添加了就可以打开usb的serial调试。网上有篇文章里面这句是分成两行写的，然后我也写成两行，没报错也没输出……搞个硬件咋就这么难呢，坑一个接一个。除了这些，还遇到了win11驱动串口的问题，typec数据线有问题刷固件总是刷一半的问题，陆陆续续折腾了3天过去了~
3.3 对接HA-废弃篇
这里本来打算直接抄wb2接入rd03d的代码，可事实证明我还是太年轻了。里面有对接ha的代码是没错，但是引用的类库一个都没见过啊，只能是啃代码自己实现。可刚打开ha那个json结构体就懵了，交给AI解释下，AI倒是看懂了，可没给我解释清楚……难，还是难
在万般无奈之下，我又想到了gayhub，说不定哪路大神又给我铺好了路子呢，一顿乱搜，还真让我找到了。有大佬写了esphome-rd01，瞬间为我指明了方向，只需要改改uart的协议解析部分，其他都是现成的，perfect！
uart:
id: uart_rd03e
tx_pin: 0
rx_pin: 1
baud_rate: 256000
parity: NONE
stop_bits: 1
custom_component:
- lambda: |-
return {new RD03E(id(uart_rd03e))};
components:
- id: rd03e
binary_sensor:
- platform: custom
lambda: |-
auto uart_component = static_cast<RD03E *>(rd03e);
return {uart_component->hasTarget,uart_component->hasMovingTarget,uart_component->hasStillTarget,uart_component->lastCommandSuccess};
binary_sensors:
- name: "Has Target"
- name: "Has Moving Target"
- name: "Has Still Target"
- name: "Last Command Success"
sensor:
- platform: custom
lambda: |-
auto uart_component = static_cast<RD03E *>(rd03e);
return {uart_component->detectDistance};
sensors:
- name: "Detect Distance"
unit_of_measurement: "cm"
accuracy_decimals: 1
至此实现和ha的打通，目标马上就要实现了。
但此时在esphome中看到了
Warning
Custom components are deprecated, not recommended for new configurations and will be removed from ESPHome in a future release. Please look at creating a real ESPHome component and “importing” it into your configuration with External Components.
这么好的引用方式说废弃就要废弃了么，作为完美主义着，必定不能使用这种要废弃的方式啊~
3.4 对接HA-终结篇
想来esphome解决了底层的很多问题，比如和ha的对接，和uart口的交互，自己只需要关心核心代码的实现就好了，这个思路是对的。然后就开始扒拉esphome中雷达模块的代码，发现2410的代码很像之前抄的rd01代码啊，目标锁定，一顿折腾2天的周末又过去了。
努力总是有回报的，因为手册里面固件版本格式有点问题，加上后面的参数设置比较复杂，所以没有完成相应设置代码的修改，只完成了数据接收，现阶段是可以交差了。
uart:
id: rd03e_uart
tx_pin: 0
rx_pin: 1
baud_rate: 256000
parity: NONE
stop_bits: 1
external_components:
source: components
rd03e:
binary_sensor:
- platform: rd03e
has_target:
name: Presence
has_moving_target:
name: Moving Target
has_still_target:
name: Still Target
#out_pin_presence_status:
# name: out pin presence status
sensor:
- platform: rd03e
detection_distance:
name: Detection Distance
完美对接。
4、HA配置
至此已经解决大部分问题，在ha平台上看到设备了。
然后不断摆放rd03e的位置，来找到最合适的位置和方向。至于自动控制的逻辑，放两张图来说明吧。
自动开灯：
自动关灯：
这里没什么难度，分别是早上和晚上的指定时间段对灯进行开关。唯一麻烦的地方就是灯状态的识别，这里我使用了一个辅助选择器进行灯状态的标识，默认close状态。坏处就是如果不通过ha控制，是无效的。但我们已经实现了自动控制，完全不用人工了，所以这个缺点倒是也可以接受。
码这些字的时候，刚好一周过去了，玩硬件虽然有难度，但也没有那么难，总有巨人的肩膀让你踩得的，不是么？学到了很多东西，雷达各种参数的意义、天线方向及安装位置对探测的影响、esphome中各种参数的使用、ha中自动化的各种控制，现在想想正是由于这些开源平台和硬件厂家的逐步完善，我们才能方便的接入这些先进又好玩的模块，实现更多想要的智能家居功能。
5、演示视频
https://www.bilibili.com/video/BV1AA4m1N7Ky?t=6.6
由于屋内还有其他人，存在很多微动干扰（下图），同时我的ha和rd03e模块并不在一个网络，是跨网络打通的，所以看起来不太灵敏。实际屋内没人的时候，反应是相当迅速的。
2.2m的位置一直有人在，所以不断输出微动，开关门是在5m以上的位置，可以准确输出。
