# 农业大棚二集

**Repository Path**: ding-zijian03/Greenhouse_monitor_second

## Basic Information

- **Project Name**: 农业大棚二集
- **Description**: 农业大棚二集，已经修复图表不稳定问题
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 1
- **Created**: 2025-10-17
- **Last Updated**: 2025-10-28

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 温室监控系统 - WiFi热点版本

## 项目概述

这是一个基于Arduino Nano ESP32和240x320 LCD显示屏的温室监控系统，集成了多种传感器用于全面监控温室环境。系统采用模块化设计，支持传感器热插拔，即使某些传感器失效也能正常工作。**最新更新：支持WiFi热点功能、完整Chart.js图表库和文件系统管理，提供专业级的Web监控界面！** 🆕

## 🔥 新功能亮点

### WiFi热点监控
- **无需安装App**：任何设备的浏览器都可访问
- **现代化Web界面**：响应式设计，自动适配手机和电脑
- **实时数据更新**：3秒自动刷新，支持手动刷新
- **多设备支持**：同时支持多个设备连接监控
- **离线访问**：不需要互联网连接，ESP32直接提供Web服务

### 🎨 智能传感器颜色编码（最新功能）
- **🟢 绿色显示**：传感器数值正常，在安全范围内
- **🟡 黄色警告**：传感器数值接近阈值边界（10%警告区域）
- **🔴 红色危险**：传感器数值超出设定的最小或最大阈值
- **实时状态更新**：颜色状态每3秒自动刷新
- **直观视觉反馈**：一眼看出温室环境状况，无需查看具体数值
- **三端统一**：LCD、网页端、蜂鸣器使用完全一致的状态判断逻辑

### 📈 交互式图表功能
- **完整Chart.js支持**：实时数据可视化，支持多种图表类型
- **文件系统支持**：支持LittleFS/SPIFFS/FFat自动检测和挂载
- **Chart.js文件上传**：
  - 访问 `/upload` 页面上传完整版Chart.js库
  - 支持199KB+的完整Chart.js文件
  - 自动回退到内置简化版本（如果文件系统不可用）
- **竖线跟随**：鼠标悬停/触摸时显示跟随竖线
- **实时数值查看**：Chart.js内置tooltip显示精确时间点数据
- **移动端优化**：支持触摸拖动查看历史数据点
- **平滑交互**：流畅的悬停和触摸响应体验
- **24小时数据趋势**：288个数据点（5分钟间隔）的完整历史记录

### 📊 系统监控功能
- **性能监测**：CPU使用率、内存使用、WiFi信号强度
- **健康检测**：传感器状态、连接质量、系统运行时间
- **系统日志**：记录警报事件、传感器异常、系统状态变化
- **统计分析**：24小时数据趋势、最值统计、传感器可靠性
- **实时仪表板**：系统概况、连接状态、性能指标

### 快速使用指南
1. 上传代码到Arduino Nano ESP32
2. 打开串口监视器查看WiFi信息
3. 手机/电脑连接WiFi热点："ESP32_Greenhouse"（密码：12345678）
4. 浏览器访问：192.168.4.1
5. **可选**：访问 192.168.4.1/upload 上传完整版Chart.js库（data/chart.min.js）
6. 享受智能颜色编码的实时监控和完整图表功能！

## 当前文件结构

```
Greenhouse_monitor/
├── Greenhouse_monitor.ino   # 主程序文件（系统协调和主循环）
├── display_manager.ino      # 显示管理模块（LCD控制和图表绘制）
├── wifi_manager.ino         # WiFi热点和Web服务器模块 🆕
├── sensors_temp_humid.ino   # AHT30温湿度传感器模块
├── sensors_pressure.ino     # BMP180气压传感器模块
├── sensors_co2.ino         # SGP30 CO2传感器模块
├── sensors_light.ino       # BH1750光照传感器模块
├── time_manager.ino        # 时间管理模块
├── device_control.ino      # 设备控制模块（蜂鸣器报警系统）
├── partitions.csv          # ESP32分区表配置 🆕
├── data/
│   └── chart.min.js        # Chart.js库文件（可选上传）🆕
└── README.md              # 说明文档
```

## 硬件连接

### ESP32引脚分配
```
LCD显示屏 (ST7789):
├── SCLK → GPIO 3
├── MOSI → GPIO 4  
├── DC   → GPIO 12
├── RST  → GPIO 11  
├── CS   → GPIO 13
└── BLK  → GPIO 14

AHT30温湿度传感器 (I2C):
├── SDA → GPIO 6
└── SCL → GPIO 5

BMP180气压传感器 (I2C):
├── SDA → GPIO 6
└── SCL → GPIO 5

SGP30 CO2传感器 (I2C):
├── SDA → GPIO 6
└── SCL → GPIO 5

BH1750光照传感器 (I2C):
├── SDA → GPIO 6
├── SCL → GPIO 5
└── ADDR → GPIO 8  (地址选择引脚)

蜂鸣器 (数字输出):
└── 信号 → GPIO 9
```

### Arduino IDE开发板配置

**重要**：确保Arduino IDE中选择了正确的开发板配置：

1. **开发板选择**：
   - 工具 → 开发板 → Arduino ESP32 Boards → **Arduino Nano ESP32**
   - 如果你的开发板没有自动识别为Arduino NANO ESP32，请手动切换到此选项

2. **引脚编号模式**：
   - 工具 → Pin Numbering → **By GPIO number**
   - 这确保代码中的引脚号对应GPIO号码，而不是开发板上的物理引脚号

3. **其他设置**：
   - 端口：选择对应的COM端口
   - 上传速度：921600（推荐）或115200
   - **分区方案**：**With SPIFFS partition (advanced)** 🆕
     - 此设置为文件系统预留空间，支持Chart.js文件上传
     - 如果选择其他方案，文件上传功能可能不可用

4. **编程器配置**（首次上传必需）：
   - 工具 → 编程器 → **Esptool**
   
5. **代码上传方式**：
   - **首次上传**：项目 → 使用编程器上传（必须使用此方式）
   - **后续上传**：直接点击上传按钮即可

### 电源连接
- LCD显示屏：3.3V
- AHT30传感器：3.3V
- BMP180传感器：3.3V
- SGP30传感器：3.3V
- BH1750传感器：3.3V
- 蜂鸣器：3.3V (或5V，取决于具体型号)

### I2C地址分配
- AHT30：0x38
- BMP180：0x77
- SGP30：0x58
- BH1750：0x23 (ADDR引脚为LOW) / 0x5C (ADDR引脚为HIGH)

## 需要安装的库

在Arduino IDE中安装以下库：

1. **LovyanGFX** - LCD显示库
   - 工具 → 管理库 → 搜索"LovyanGFX"

2. **WiFi** - ESP32 WiFi库（ESP32内置，无需安装）

3. **WebServer** - ESP32 Web服务器库（ESP32内置，无需安装）

4. **文件系统库** - ESP32内置 🆕
   - **SPIFFS** - 传统文件系统（ESP32内置）
   - **LittleFS** - 现代文件系统（ESP32 v2.0.0+内置）
   - **FFat** - FAT文件系统（ESP32内置）
   - 系统会自动检测并使用可用的文件系统

4. **Adafruit AHTX0** - AHT30温湿度传感器
   - 工具 → 管理库 → 搜索"Adafruit AHTX0"

5. **Adafruit BMP085 Library** - BMP180气压传感器
   - 工具 → 管理库 → 搜索"Adafruit BMP085"

6. **Adafruit SGP30** - SGP30 CO2传感器
   - 工具 → 管理库 → 搜索"Adafruit SGP30"

7. **BH1750** - BH1750光照传感器
   - 工具 → 管理库 → 搜索"BH1750"

8. **Wire** - I2C通信库（ESP32内置）

9. **Adafruit Sensor** - 传感器抽象库
   - 工具 → 管理库 → 搜索"Adafruit Unified Sensor"

## 功能特性

### ✅ 已实现功能

#### 🌐 WiFi热点Web监控（最新功能）
- **WiFi热点模式**：
  - 热点名称：ESP32_Greenhouse
  - 热点密码：12345678
  - IP地址：192.168.4.1
- **现代化Web界面**：
  - 响应式设计，支持手机和电脑访问
  - 实时数据显示（温度、湿度、气压、CO2、光照）
  - 系统状态监控和运行时间显示
  - 3秒自动刷新，支持手动刷新
- **RESTful API**：
  - `/api/data` - 获取传感器数据（JSON格式）
  - `/api/status` - 获取系统状态和连接数
  - `/api/fs` - 获取文件系统状态和Chart.js信息 🆕
  - `/api/restart` - 重启ESP32（POST请求）
- **文件上传功能**：
  - `/upload` - Chart.js文件上传页面 🆕
  - 支持文件系统诊断和容量显示
  - 自动检测并使用 LittleFS → SPIFFS → FFat 文件系统
- **多设备支持**：
  - 同时支持多个设备连接
  - 显示当前连接设备数量
  - 无需安装任何App，浏览器直接访问

#### 📱 本地LCD显示界面
- **240x320 LCD显示界面** - 高分辨率彩色显示
- **WiFi状态显示** - 显示热点状态和连接设备数量
- **多传感器集成**：
  - AHT30温湿度传感器实时读取
  - BMP180气压传感器实时读取（气压值和海拔估算）
  - SGP30 CO2传感器实时读取（CO2和TVOC）
  - BH1750光照传感器实时读取（高精度光照强度）
- **温度趋势图表**：
  - 实时温度曲线显示
  - 最大50个数据点历史记录
  - 10秒间隔数据采集
  - 最高/最低温度显示
- **智能传感器管理**：
  - **非阻塞传感器初始化**（3秒超时保护，不会卡住）
  - **传感器连接状态检测**（显示"disconnected"当传感器未连接）
  - **启动状态显示**（显示传感器初始化进度）
  - **容错运行**（即使部分传感器失效也能正常工作）
- **数据状态指示**：
  - 彩色状态指示器（正常/警告/异常/未连接）
  - 温湿度、CO2阈值监控
  - 实时数据验证
- **时间显示**：
  - 运行时间显示（从设备启动开始计算）
  - 图表时间轴管理
- **蜂鸣器报警系统**：
  - **启动提示音**：系统启动完成时播放（短-长-短节奏）
  - **异常监控**：实时检测温度、湿度、CO2异常情况
  - **智能报警**：根据异常严重程度播放不同提示音
  - **防骚扰设计**：设置报警间隔，避免频繁鸣叫
  - **可控制开关**：支持蜂鸣器启用/禁用
- **串口调试输出** - 详细的传感器状态信息

### 🔄 模拟显示功能
- 土壤湿度显示（模拟数据）
- 设备状态显示（水泵、风扇、补光灯）

## 启动流程

1. **LCD优先初始化** - 确保屏幕能立即显示状态
2. **蜂鸣器初始化** - 初始化报警系统
3. **显示启动界面** - "System Starting..." 和传感器初始化进度
4. **传感器初始化** - 每个传感器有3秒超时保护：
   - AHT30温湿度传感器
   - BMP180气压传感器  
   - SGP30 CO2传感器
   - BH1750光照传感器
5. **状态反馈** - 显示哪些传感器成功/失败 (x/4 sensors ready)
6. **启动完成提示音** - 播放启动完成音乐（短-长-短节奏）
7. **进入正常运行** - 即使部分传感器失败也能正常工作，并开始异常监控

### 启动界面显示
```
Greenhouse Monitor  00:00
System Starting...
Initializing Sensors
AHT30...
BMP180...
SGP30...
BH1750...
4/4 sensors ready!    (或 "3/4 sensors ready" / "No sensors found")
```

## 📖 使用指南

### 方法一：WiFi热点Web监控（推荐）
1. **上传代码**：将代码上传到Arduino Nano ESP32
2. **查看串口信息**：打开串口监视器，查看WiFi热点信息
3. **连接WiFi**：
   - 热点名称：`ESP32_Greenhouse`
   - 密码：`12345678`
4. **打开浏览器**：访问 `http://192.168.4.1`
5. **享受监控**：现代化Web界面，支持多设备同时访问

#### 🌐 Web界面功能详解

**主要功能页面**：
- **仪表板首页**：传感器数据卡片，智能颜色编码显示
- **数据图表**：实时温度、湿度、CO2趋势图（Chart.js）
- **阈值设置**：可调节各传感器的警告和危险阈值
- **系统监控**：性能指标、健康状态、运行统计
- **数据导出**：CSV格式数据下载功能

**智能颜色编码系统**：
- 🟢 **绿色卡片**：传感器数值在正常范围内
- 🟡 **黄色卡片**：数值接近阈值边界（10%警告区域）
- 🔴 **红色卡片**：数值超出设定阈值（需要注意）
- **实时更新**：每3秒自动刷新状态和颜色

**API接口**：
- `/api/data` - 获取实时传感器数据
- `/api/thresholds` - 获取/设置传感器阈值
- `/api/history` - 获取历史数据
- `/api/stats` - 获取系统统计信息
- `/api/alerts` - 获取系统警报日志
- `/api/logs` - 获取系统运行日志
- `/api/status` - 获取WiFi和连接状态

**Web界面特性**：
- 📱 **响应式设计**：自动适配手机、平板、电脑屏幕
- 🔄 **自动刷新**：可开启/关闭3秒自动数据更新
- 📊 **实时图表**：动态数据可视化，支持缩放和交互
- 💾 **数据导出**：支持CSV格式下载历史数据
- 🎨 **现代UI**：简洁美观的界面设计，直观易用

### 方法二：本地LCD显示
- LCD屏幕直接显示传感器数据、状态和温度趋势图
- WiFi状态和连接设备数量显示

### 系统启动流程

1. **LCD优先初始化** - 确保屏幕能立即显示状态
2. **WiFi热点启动** - 创建ESP32_Greenhouse热点 🆕
3. **蜂鸣器初始化** - 初始化报警系统
4. **显示启动界面** - "System Starting..." 和传感器初始化进度
5. **传感器初始化** - 每个传感器有3秒超时保护：
   - AHT30温湿度传感器
   - BMP180气压传感器  
   - SGP30 CO2传感器
   - BH1750光照传感器
6. **状态反馈** - 显示哪些传感器成功/失败 (x/4 sensors ready)
7. **启动完成提示音** - 播放启动完成音乐（短-长-短节奏）
8. **进入正常运行** - 即使部分传感器失败也能正常工作，并开始异常监控

### 启动界面显示
```
Greenhouse Monitor  00:00
WiFi: ESP32_Greenhouse ★
System Starting...
Initializing Sensors
AHT30...
BMP180...
SGP30...
BH1750...
4/4 sensors ready!    (或 "3/4 sensors ready" / "No sensors found")
```

## 🔧 配置和安装

### 硬件连接
按照上面的引脚分配连接LCD和所有传感器

### 安装库
在Arduino IDE中安装必要的库

### 配置Arduino IDE
- 确保选择正确的开发板：工具 → 开发板 → Arduino ESP32 Boards → **Arduino Nano ESP32**
- 设置引脚编号模式：工具 → Pin Numbering → **By GPIO number**
- 配置编程器：工具 → 编程器 → **Esptool**
- 选择正确的COM端口

### 修改引脚
如需修改引脚，在对应的传感器文件中修改：
- AHT30引脚：在 `sensors_temp_humid.ino` 中修改 `NEW_SDA_PIN` 和 `NEW_SCL_PIN`
- BMP180引脚：在 `sensors_pressure.ino` 中修改 `BMP_SDA_PIN` 和 `BMP_SCL_PIN`
- SGP30引脚：在 `sensors_co2.ino` 中修改I2C引脚
- BH1750引脚：在 `sensors_light.ino` 中修改 `LIGHT_SDA_PIN`、`LIGHT_SCL_PIN` 和 `LIGHT_ADDR_PIN`

### 上传代码
- 在Arduino IDE中打开`Greenhouse_monitor.ino`
- **首次上传**：项目 → **使用编程器上传**
- **后续上传**：直接点击上传按钮即可

## 🌐 Web界面功能

访问 `http://192.168.4.1` 后，你将看到：

### 📊 实时数据显示
- 温度（°C）
- 湿度（%）
- 气压（hPa）
- CO2浓度（ppm）
- 光照强度（lux）
- 系统运行时间

### 🎛️ 控制功能
- **刷新数据**：手动刷新传感器数据
- **自动刷新**：开启/关闭自动刷新（默认3秒间隔）
- **状态监控**：实时显示系统状态（正常/警告/错误）
- **连接统计**：显示当前连接的设备数量

### 📱 响应式设计
- 自动适配手机、平板、电脑屏幕
- 现代化界面设计
- 彩色状态指示器
- 流畅的用户体验

## 📊 Chart.js文件系统功能 🆕

### 功能概述
系统支持完整的Chart.js图表库，提供专业级的数据可视化体验。

### 文件系统支持
- **自动检测**：系统启动时自动检测并挂载文件系统
- **多文件系统支持**：
  - LittleFS（首选，Nano ESP32推荐）
  - SPIFFS（传统选择）
  - FFat（FAT文件系统）
- **容错设计**：如果文件系统不可用，自动使用内置简化版Chart.js

### Chart.js文件上传
1. **访问上传页面**：http://192.168.4.1/upload
2. **查看系统状态**：
   - 显示当前文件系统类型（LittleFS/SPIFFS/FFat）
   - 显示可用存储空间
   - 显示chart.min.js文件状态
3. **上传文件**：
   - 选择项目中的 `data/chart.min.js` 文件（约199KB）
   - 点击上传，系统会自动验证文件
4. **享受完整功能**：上传完成后，图表将支持所有Chart.js功能

### 技术特性
- **流式传输**：大文件通过streamFile高效传输
- **文件验证**：上传后自动验证文件大小和完整性
- **缓存优化**：Chart.js设置24小时缓存，提升加载速度
- **诊断API**：`/api/fs` 提供文件系统状态诊断信息

### 故障排除
- 如果文件系统挂载失败，检查分区方案是否包含SPIFFS支持
- 如果上传失败，可能是存储空间不足，清空设备后重试
- 串口监视器会显示详细的挂载和上传日志

## 显示界面说明

```
┌─────────────────────────┐
│ Greenhouse Monitor 01:23│  ← 标题栏（带实时时间）
├─────────────────────────┤
│ Temperature  25.3°C  ●  │  ← 温度（实际读取）
│ Humidity     65.2%   ●  │  ← 湿度（实际读取）
│ Pressure     1013hPa ●  │  ← 气压（实际读取）
│ CO2          800ppm  ●  │  ← CO2浓度（实际读取）
│ Light        25000lux●  │  ← 光照强度（实际读取）
├─────────────────────────┤
│ Temperature Trend (°C)  │  ← 图表标题
│ ┌─────────────────────┐ │
│ │    /\    /\    /\   │ │  ← 温度趋势曲线图
│ │   /  \  /  \  /  \  │ │
│ │  /    \/    \/    \ │ │
│ └─────────────────────┘ │
│ Min: 22.1°C Max: 26.8°C │  ← 最高/最低温度
└─────────────────────────┘
```

### 状态指示器颜色
- 🟢 绿色：数值正常
- 🟡 黄色：数值接近阈值边界
- 🔴 红色：数值超出正常范围或传感器未连接
- **disconnected**：传感器初始化失败或未连接

## 配置说明

如需修改传感器引脚，直接在对应的传感器文件中修改：

### WiFi热点配置 (`wifi_manager.ino`)
```cpp
const char* hotspot_ssid = "ESP32_Greenhouse";     // WiFi热点名称
const char* hotspot_password = "12345678";         // WiFi热点密码（最少8位）
const IPAddress local_ip(192, 168, 4, 1);         // ESP32 IP地址
const IPAddress gateway(192, 168, 4, 1);          // 网关地址
const IPAddress subnet(255, 255, 255, 0);         // 子网掩码
```

### Web服务器端点
- **主页**：`http://192.168.4.1/` - 显示监控界面
- **API数据**：`http://192.168.4.1/api/data` - 获取传感器数据（JSON）
- **API状态**：`http://192.168.4.1/api/status` - 获取系统状态（JSON）
- **API重启**：`http://192.168.4.1/api/restart` - 重启ESP32（POST）

### API数据格式
```json
{
  "temperature": 25.3,
  "humidity": 65.2,
  "pressure": 1013.25,
  "co2": 850,
  "light": 1234.5,
  "uptime": 12345,
  "status": "normal"
}
```

### AHT30温湿度传感器 (`sensors_temp_humid.ino`)
```cpp
#define NEW_SDA_PIN 7        // SDA引脚
#define NEW_SCL_PIN 6        // SCL引脚
```

### BMP180气压传感器 (`sensors_pressure.ino`)
```cpp
#define BMP_SDA_PIN 6        // SDA引脚
#define BMP_SCL_PIN 5        // SCL引脚
```

### SGP30 CO2传感器 (`sensors_co2.ino`)
```cpp
#define CO2_SDA_PIN 6        // SDA引脚
#define CO2_SCL_PIN 5        // SCL引脚
```

### BH1750光照传感器 (`sensors_light.ino`)
```cpp
#define LIGHT_SDA_PIN 6      // SDA引脚
#define LIGHT_SCL_PIN 5      // SCL引脚
#define LIGHT_ADDR_PIN 8     // 地址选择引脚
```

### 蜂鸣器报警系统 (`device_control.ino`)
```cpp
#define BUZZER_PIN 9         // 蜂鸣器信号引脚
static bool buzzerEnabled = true;  // 蜂鸣器启用状态
```

### 传感器阈值
所有传感器的正常范围阈值在主文件的 `thresholds` 结构体中定义：
```cpp
struct Thresholds {
  float tempMin = 18.0, tempMax = 29.0;        // 温度范围 (°C)
  float humidityMin = 45.0, humidityMax = 80.0; // 湿度范围 (%)
  int co2Min = 300, co2Max = 1200;             // CO2范围 (ppm)
  float pressureMin = 1000.0, pressureMax = 1030.0; // 气压范围 (hPa)
  int lightMin = 100, lightMax = 10000;        // 光照范围 (lux) - 适合室内环境
} thresholds;
```

### 统一状态判断系统
系统使用四级状态分类，LCD、网页端、蜂鸣器保持完全一致：

**状态分级**：
- **🟢 NORMAL (正常)**：数值在安全范围内
- **🟡 WARNING (警告)**：数值接近阈值边界（10%警告区域）  
- **🔴 CRITICAL (危险)**：数值超出设定的最小或最大阈值
- **🔴 DISCONNECTED (未连接)**：传感器失效或断线

**警告边界计算**：
- **温度/湿度/气压/光照**：阈值范围的10%作为警告区域
- **CO2**：固定100ppm作为警告边界
- **示例**：温度18-29°C，警告区域为18-19.1°C和27.9-29°C

### 异常报警阈值
蜂鸣器报警的触发条件（统一后）：
- **警告状态**（短提示音，30秒间隔）：数值在警告边界区域
- **危险状态**（长报警音，30秒间隔）：数值超出阈值范围或传感器断线

### 图表配置 (`display_manager.ino`)
```cpp
#define GRAPH_UPDATE_INTERVAL 10000  // 图表数据更新间隔（毫秒）
#define MAX_POINTS 50               // 最大数据点数量
#define GRAPH_WIDTH 220             // 图表宽度
#define GRAPH_HEIGHT 80             // 图表高度
```

## 时间显示说明

### 当前时间显示模式
默认显示的是**运行时间**，即从ESP32启动开始计算的时间，格式为 `HH:MM`。

### 时间显示选项

1. **运行时间模式**（默认）
   - 显示从设备启动开始的累计时间
   - 格式：00:00 ~ 23:59，然后重新循环
   - 简单可靠，不需要外部依赖

2. **简单计数模式**
   - 基于毫秒计数的简单时间显示
   - 可通过串口命令切换模式

### 切换时间模式
可以在代码中调用 `switchTimeMode()` 函数来切换显示模式，或者在串口监视器中观察不同模式的输出。

## 调试方法

1. **串口监视器**：波特率115200，会显示：
   ```
   === Greenhouse Monitoring System ===
   Initializing...
   Sensor initialization mode: ALL SENSORS ENABLED
   Attempting AHT30 init...
   AHT30 result: SUCCESS
   Attempting BMP180 init...
   BMP180 result: SUCCESS
   Attempting SGP30 init...
   SGP30 result: SUCCESS
   Attempting BH1750 init...
   BH1750 result: SUCCESS
   Greenhouse Monitoring System Started
   Sensors: AHT30=OK, BMP180=OK, SGP30=OK, BH1750=OK
   Sensors: Temp:25.3C Humid:65.2% Pressure:1013.2hPa CO2:450ppm Light:25678.5lux Soil:55.0%
   ```

2. **常见问题排查**：
   - **代码上传失败**：
     - 确认选择了正确的开发板：Arduino Nano ESP32
     - 确认选择了正确的COM端口
     - 确认引脚编号设置为"By GPIO number"
     - 确认编程器设置为"Esptool"
     - **首次上传必须使用"项目 → 使用编程器上传"**
     - 如果仍然失败，尝试降低上传速度到115200
     - 检查USB线缆质量，某些充电线可能无法传输数据
   - **传感器读取失败**：检查I2C接线，确认库已安装，查看I2C地址冲突
   - **LCD无显示**：
     - 检查SPI接线和电源，确认LovyanGFX库已安装
     - 确认LCD引脚配置与实际接线一致
     - 检查LCD电源是否为3.3V
   - **部分传感器disconnected**：查看串口输出确认哪个传感器失效，检查对应的接线
   - **图表显示异常**：检查温度数据是否正常，图表需要至少2个有效数据点
   - **I2C冲突**：多个传感器共享I2C总线，确保地址不冲突
   - **引脚编号错误**：确保Arduino IDE中设置了"By GPIO number"，代码中的引脚号对应GPIO号
   - **蜂鸣器无声音**：
     - 检查蜂鸣器接线：信号线连接到GPIO 9
     - 确认蜂鸣器电源连接正确（3.3V或5V）
     - 检查蜂鸣器类型：需要有源蜂鸣器或无源蜂鸣器
     - 通过串口查看蜂鸣器是否被禁用
   - **蜂鸣器响个不停**：
     - 检查传感器数据是否异常，导致持续报警
     - 可以通过代码临时禁用蜂鸣器：`setBuzzerEnabled(false)`

3. **传感器状态指示**：
   - **绿色圆点**：传感器工作正常，数值在正常范围内
   - **黄色圆点**：传感器工作正常，但数值接近阈值边界
   - **红色圆点**：数值超出正常范围或传感器连接失败
   - **"disconnected"文字**：传感器初始化失败或通信中断

4. **蜂鸣器提示音说明**：
   - **启动音**（短-长-短）：系统启动完成
   - **成功音**（两次短音）：操作成功确认
   - **警告音**（三次短音）：轻微异常，60秒间隔
   - **报警音**（长音）：严重异常，30秒间隔
   - **错误音**（长-短-长）：操作失败或错误

## 扩展计划

### 🔮 未来可添加的功能
- **网络连接**：WiFi模块，支持远程监控和数据上传
- **数据存储**：SD卡存储历史数据
- **更多图表**：湿度、CO2、光照强度趋势图
- **报警系统**：蜂鸣器、LED指示、短信通知
- **自动控制**：基于传感器数据的智能设备控制

### 📡 传感器扩展
后续可以添加的传感器模块：
- **土壤传感器**：电容式土壤湿度传感器
- **pH传感器**：土壤酸碱度检测
- **EC传感器**：土壤电导率检测
- **风速传感器**：环境风速监测
- **雨滴传感器**：降雨检测

### ⚙️ 设备控制扩展
- **继电器控制模块**：水泵、风扇、补光灯的自动控制
- **PWM调光**：补光灯亮度调节
- **步进电机**：自动窗户开关
- **电磁阀**：精确浇水控制

### 💻 软件功能扩展
- **Web界面**：通过浏览器访问设备状态
- **手机App**：Android/iOS应用
- **数据分析**：历史趋势分析和预测
- **配置界面**：通过触摸屏或Web界面调整参数

每个新传感器只需要：
1. 创建对应的`.ino`文件（参考现有传感器模块）
2. 在主文件的`readSensors()`中调用读取函数
3. 在`setup()`中添加初始化调用
4. 在显示管理器中添加显示项目

## 技术规格

### 硬件规格
- **微控制器**：ESP32 (双核，WiFi/蓝牙)
- **显示屏**：240x320 ST7789 LCD (65K色彩)
- **传感器**：
  - AHT30：温湿度传感器 (±0.3°C, ±2%RH)
  - BMP180：气压传感器 (±0.12hPa)
  - SGP30：CO2/TVOC传感器 (400-60000ppm)
  - BH1750：光照传感器 (1-65535lux)
- **通信协议**：
  - SPI（LCD显示）
  - I2C（传感器，支持多设备）
- **更新频率**：2秒传感器读取，10秒图表更新
- **工作电压**：3.3V
- **工作温度**：-10°C ~ +60°C

### 软件特性
- **模块化架构**：每个传感器独立模块，便于维护和扩展
- **WiFi热点Web服务**：现代化Web界面，支持多设备访问 🆕
- **RESTful API**：标准化JSON数据接口 🆕
- **容错设计**：单个传感器故障不影响系统运行
- **实时图表**：温度趋势显示，支持50个数据点历史
- **智能阈值**：可配置的传感器阈值和状态指示
- **蜂鸣器报警**：智能异常检测和多种提示音
- **调试友好**：详细的串口输出和状态显示

### 内存使用
- **Flash**：约200KB（包含所有传感器库和Web服务器）
- **RAM**：约40KB（包含图表数据缓存和Web服务器）
- **图表数据**：200字节（50个float数据点）

## 💡 使用技巧

### WiFi连接技巧
1. **信号范围**：ESP32热点覆盖范围约10-20米
2. **多设备连接**：支持最多4个设备同时连接
3. **浏览器兼容**：支持Chrome、Firefox、Safari、Edge
4. **移动设备**：iPhone、Android都可以正常访问
5. **离线使用**：不需要互联网连接，完全本地运行

### 监控最佳实践
1. **Web监控**：适合远程监控，多人同时查看
2. **LCD显示**：适合现场快速查看，无需额外设备
3. **数据更新**：Web界面3秒自动刷新，LCD 2秒更新
4. **电源稳定**：建议使用稳定的5V/2A电源适配器

## ❓ 常见问题解答

### Q: 无法连接到WiFi热点？
**A**: 检查以下几点：
- 确保ESP32已正常启动（LCD显示正常）
- 查看串口监视器确认热点已启动
- 热点名称：`ESP32_Greenhouse`，密码：`12345678`
- 尝试重启ESP32或重启连接设备

### Q: 浏览器无法打开监控页面？
**A**: 请检查：
- 确保已连接到ESP32热点
- 访问地址：`http://192.168.4.1`（不是https）
- 尝试关闭其他网络连接（WiFi/移动数据）
- 清除浏览器缓存或尝试无痕模式

### Q: 传感器显示"disconnected"？
**A**: 可能原因：
- 传感器未正确连接或引脚配置错误
- I2C地址冲突（查看技术规格中的地址分配）
- 电源供电不足
- 传感器损坏

### Q: 如何修改WiFi热点名称和密码？
**A**: 在`wifi_manager.ino`文件中修改：
```cpp
const char* hotspot_ssid = "你的热点名称";
const char* hotspot_password = "你的密码";  // 最少8位
```

### Q: 为什么Web界面比LCD显示的数据稍有延迟？
**A**: 这是正常现象：
- LCD直接从传感器读取（2秒更新）
- Web界面通过API获取（3秒自动刷新）
- 可以点击"刷新数据"按钮立即更新

### Q: 能否同时使用WiFi连接到路由器？
**A**: 当前版本使用热点模式，如需连接路由器需要修改代码：
- 将WiFi模式改为Station模式
- 配置路由器的SSID和密码
- 获取动态IP地址访问

## 🔄 版本历史

### v3.0 (完整图表版本) - 2025.09.17
- ✅ 新增24小时数据趋势图
- ✅ 动态X轴范围显示
- ✅ 移动端图表兼容性优化
- ✅ 阈值参数调整优化
- ✅ 内存使用分析和优化

### v2.0 (WiFi热点版本) - 2025.09.16
- ✅ 新增WiFi热点功能
- ✅ 现代化Web监控界面
- ✅ RESTful API支持
- ✅ 多设备同时访问
- ✅ 响应式设计
- ✅ 移除蓝牙依赖

## 📈 高级功能详解

### 24小时数据趋势图

#### 功能概述
Web界面现在包含完整的24小时传感器数据趋势图，支持实时更新和多参数显示。

#### 数据存储系统
- **循环缓冲区**: 288个数据点存储24小时历史数据  
- **采样间隔**: 每5分钟记录一次数据点
- **存储参数**: 温度、湿度、CO2、气压、光强度
- **内存占用**: 约6.7KB (仅占ESP32总内存的1.5%)
- **自动覆盖**: 超过24小时的数据自动被新数据覆盖

#### 动态X轴范围
图表X轴会根据系统运行时间动态调整显示范围：

**启动初期 (0-60分钟)**:
- X轴标签: `15m`, `20m`, `25m` (分钟标记)
- 标题: "传感器数据趋势 (运行: 25分钟, 共5个数据点)"

**运行中期 (1-24小时)**:
- X轴标签: `14:30`, `14:35`, `14:40` (小时:分钟)  
- 标题: "传感器数据趋势 (运行: 3小时15分钟, 共39个数据点)"

**稳定阶段 (超过24小时)**:
- X轴标签: `9/17 14:30`, `9/17 14:35` (月/日 小时:分钟)
- 标题: "传感器数据趋势 (运行: 25小时30分钟, 共288个数据点)"

#### 交互式控制
- **全部视图**: 同时显示所有5个传感器参数
- **单参数视图**: 可选择查看温度、湿度、CO2、气压或光强
- **颜色编码**: 每个参数使用不同颜色区分
- **实时更新**: 每30秒自动刷新图表数据

### 阈值管理系统

#### 5个核心参数
系统现在专注于监控5个核心环境参数：
1. **温度** (°C) - 默认范围: 18-29°C
2. **湿度** (%) - 默认范围: 45-80%  
3. **CO2浓度** (ppm) - 默认范围: 300-1200ppm
4. **气压** (hPa) - 默认范围: 1000-1030hPa
5. **光强度** (lux) - 默认范围: 5000-50000lux

#### Web界面阈值设置
- **设置面板**: 点击"设置阈值"按钮打开设置界面
- **独立设置**: 每个参数可独立设置最小值和最大值
- **植物预设**: 提供5种植物的优化阈值配置
- **实时保存**: 设置立即生效，无需重启

#### 植物预设配置
| 植物 | 温度(°C) | 湿度(%) | CO2(ppm) | 气压(hPa) | 光强(lux) |
|------|----------|---------|----------|-----------|-----------|
| 🍅 番茄 | 18-26 | 60-80 | 400-1000 | 1000-1030 | 10000-50000 |
| 🥒 黄瓜 | 20-28 | 70-85 | 400-1200 | 1000-1030 | 8000-40000 |
| 🥬 生菜 | 15-22 | 50-70 | 300-800 | 1000-1030 | 5000-25000 |
| 🌶️ 辣椒 | 22-30 | 55-75 | 400-1000 | 1000-1030 | 12000-60000 |
| 🌿 香草 | 16-24 | 40-60 | 300-800 | 1000-1030 | 6000-30000 |

### 移动端兼容性

#### 自动检测和优化
- **Chart.js加载检测**: 自动检测图表库是否成功加载
- **优雅降级**: 图表无法加载时显示友好提示信息
- **响应式CSS**: 专门的移动端样式优化
- **触控优化**: 适配触摸屏操作

#### 错误处理机制
- **CDN失败**: 显示"图表功能暂不可用，请使用电脑浏览器查看完整功能"
- **渲染失败**: 显示"图表加载失败，请刷新页面重试"  
- **数据异常**: 显示加载状态和调试信息
- **兼容性问题**: 自动回退到基础功能

### 内存管理分析

#### 历史数据存储
```cpp
struct HistoryDataPoint {
  unsigned long timestamp;    // 4字节
  float temperature;         // 4字节
  float humidity;           // 4字节  
  int co2;                 // 4字节
  float pressure;          // 4字节
  float lightIntensity;    // 4字节
};
// 单个数据点: 24字节
// 288个数据点: 6,912字节 (约6.7KB)
```

#### ESP32内存规格
- **总SRAM**: 512KB
- **可用内存**: 约400-450KB
- **图表数据占用**: 6.7KB (约1.5%)
- **安全性评估**: ✅ 内存使用安全，不会影响系统稳定性

#### 优化特性
- **循环缓冲区**: 防止内存泄漏
- **有效数据过滤**: 跳过无效时间戳的数据点
- **动态标签生成**: 避免预先分配大量字符串内存

### API接口文档

#### RESTful API端点
- **GET /api/data**: 获取当前传感器数据
- **GET /api/status**: 获取系统状态信息
- **GET /api/thresholds**: 获取当前阈值设置
- **POST /api/thresholds**: 更新阈值设置
- **GET /api/history**: 获取24小时历史数据
- **GET /api/stats**: 获取系统性能统计信息 🆕
- **GET /api/alerts**: 获取系统警报日志 🆕
- **GET /api/logs**: 获取系统运行日志 🆕

#### 历史数据API格式
```json
{
  "data": [
    {
      "timestamp": 1694995200000,
      "temperature": 25.3,
      "humidity": 65.2,
      "co2": 450,
      "pressure": 1013.25,
      "lightIntensity": 25000
    }
  ],
  "interval": 300000
}
```

### 技术架构优势

#### 双显示系统
- **LCD屏幕**: 50个数据点的温度趋势图，10秒更新间隔
- **Web界面**: 288个数据点的完整趋势图，30秒更新间隔
- **智能颜色编码**: 基于阈值的实时状态颜色反馈 🆕
- **独立运行**: 两个系统使用不同的变量名，避免冲突

#### 监控系统架构 🆕
- **系统性能监控**: CPU使用率、内存统计、WiFi信号强度
- **健康状态检测**: 传感器状态、连接质量、运行时间
- **日志系统**: 警报事件记录、系统状态变化追踪
- **统计分析**: 24小时数据趋势、最值统计、可靠性分析
- **实时仪表板**: 系统概况、性能指标、状态监控

#### 智能UI系统 🆕
- **动态颜色编码**: 传感器卡片根据阈值状态变色
- **状态分级显示**: 正常(绿色)、警告(黄色)、危险(红色)
- **实时状态更新**: 每3秒刷新传感器状态和颜色
- **视觉反馈优化**: 边框指示器、文字颜色同步、平滑过渡
- **三端状态统一**: LCD圆点、网页卡片、蜂鸣器使用一致判断逻辑

#### 统一阈值系统 🆕
- **状态枚举**: NORMAL/WARNING/CRITICAL/DISCONNECTED四级状态
- **自动警告边界**: 阈值范围10%区域自动计算警告状态
- **CO2专用逻辑**: 固定100ppm警告边界适配CO2特性
- **断线处理**: -999特殊值统一表示传感器未连接状态
- **一致性保证**: 所有显示端使用相同的`getSensorStatus()`函数

#### 交互式图表系统 🆕
- **竖线跟随**: Chart.js自定义插件绘制跟随鼠标的虚线
- **实时tooltip**: 内置气泡显示精确时间点的传感器数值
- **移动端优化**: 触摸拖动支持，响应式交互设计
- **性能优化**: 删除冗余数据面板，界面简洁高效

#### 模块化设计
- **传感器模块**: 每个传感器独立的.ino文件
- **显示管理**: LCD显示逻辑分离
- **WiFi管理**: Web服务器功能独立
- **数据管理**: 历史数据存储独立

#### 扩展性设计
- **新传感器**: 只需添加对应模块文件
- **新功能**: API端点易于扩展
- **新界面**: Web界面组件化设计
- **配置灵活**: 阈值和参数可动态调整

## 📋 更新日志

### v2.2.0 (2024-12-22) - 统一阈值系统与交互优化 🆕
- 🎯 **统一阈值判断逻辑**
  - LCD、网页端、蜂鸣器使用完全一致的状态判断标准
  - 解决了"网页变黄但LCD还绿"的不一致问题
  - 统一的传感器状态枚举（NORMAL/WARNING/CRITICAL/DISCONNECTED）
- 📈 **交互式图表功能**
  - 鼠标悬停/触摸显示跟随竖线
  - Chart.js内置tooltip显示精确时间点数据
  - 移动端触摸拖动支持
  - 删除冗余的数据详情面板，界面更简洁
- 🔧 **传感器阈值优化**
  - 光照传感器阈值调整为100-10000lux（更适合室内环境）
  - 所有传感器状态计算逻辑统一
  - 警告边界自动计算（10%阈值区域）
- 🐛 **Bug修复**
  - 修复LCD光照和气压传感器状态显示不准确问题
  - 统一蜂鸣器警报触发条件
  - 完善传感器断线状态处理

### v2.1.0 (2024-12-19) - 智能UI更新
- ✨ **新增智能传感器颜色编码系统**
  - 绿色：正常状态，数值在安全范围内
  - 黄色：警告状态，数值接近阈值边界
  - 红色：危险状态，数值超出设定阈值
- 🎨 **优化Web界面视觉效果**
  - 传感器卡片动态背景色变化
  - 彩色边框指示器
  - 数值文字颜色同步
  - 平滑的颜色过渡动画
- 🔄 **改进状态判断逻辑**
  - 实时获取阈值配置
  - 智能警告区域计算（阈值范围的10%边界）
  - 每3秒自动更新颜色状态

### v2.0.0 (2024-12-18) - 系统监控大更新
- 🌐 **全面的系统监控功能**
  - 性能监测：CPU使用率、内存使用、WiFi信号强度
  - 健康检测：传感器状态、连接质量、系统运行时间
  - 系统日志：警报事件记录、状态变化追踪
  - 统计分析：24小时数据趋势、最值统计
  - 实时仪表板：系统概况、性能指标
- 📊 **新增API端点**
  - `/api/stats` - 系统性能统计
  - `/api/alerts` - 系统警报日志
  - `/api/logs` - 系统运行日志
- 🎛️ **增强的Web界面**
  - 系统监控面板
  - 实时状态显示
  - 数据导出功能

### v1.0.0 (2024-12-15) - WiFi热点版本
- 🌐 **WiFi热点功能**
- 📱 **现代化Web界面**
- 📊 **实时数据图表**
- 🔧 **阈值配置功能**
- 📈 **历史数据记录**

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## 💡 技术支持

如有问题或建议，欢迎提交Issue或Pull Request！

**开发环境**：Arduino IDE 2.x，ESP32 Arduino Core
**测试硬件**：Arduino Nano ESP32，240x320 ST7789 LCD

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## 🌐 多设备监控扩展方案

### 主从架构设计（推荐方案）

如果你需要用一个手机监控多个温室，可以采用主从架构：用其中一个ESP32作为数据中心，其他ESP32作为传感器节点。

#### 架构概述
- **主节点（数据中心）**：一个ESP32作为WiFi热点 + 数据收集器
- **从节点（传感器节点）**：其他ESP32只负责传感器数据采集 + 数据上报

#### 主节点功能
1. **WiFi热点**：提供`ESP32_Greenhouse_Master`热点
2. **Web服务器**：提供统一的监控界面
3. **数据接收**：接收其他节点上报的数据
4. **本地传感器**：同时监控自己的传感器
5. **数据存储**：汇总所有节点的历史数据
6. **统一显示**：一个界面显示所有温室数据

#### 从节点功能
1. **WiFi客户端**：连接到主节点的热点
2. **传感器采集**：读取本地传感器数据
3. **数据上报**：定期向主节点POST数据
4. **简化显示**：LCD只显示本地数据和连接状态

#### 通信协议设计

**从节点上报数据格式：**
```json
{
  "nodeId": "greenhouse_02",
  "nodeName": "温室2号",
  "timestamp": 1694995200,
  "data": {
    "temperature": 25.3,
    "humidity": 65.2,
    "co2": 450,
    "pressure": 1013.25,
    "light": 25000
  },
  "status": "normal"
}
```

**主节点API端点：**
- `POST /api/node/data` - 接收从节点数据上报
- `GET /api/nodes` - 获取所有节点列表
- `GET /api/node/{nodeId}/data` - 获取特定节点数据
- `GET /api/dashboard` - 获取所有节点汇总数据

#### Web界面效果
主节点的Web界面将显示：
```
温室监控中心
┌─────────────────┬─────────────────┬─────────────────┐
│   主节点(本机)   │    温室2号       │    温室3号       │
│  🟢 在线        │  🟢 在线        │  🔴 离线        │
│  温度: 25.3°C   │  温度: 26.1°C   │  温度: --       │
│  湿度: 65%      │  湿度: 68%      │  湿度: --       │
│  CO2: 450ppm   │  CO2: 420ppm   │  CO2: --       │
└─────────────────┴─────────────────┴─────────────────┘
```

#### 实现优势
1. **成本效益**：无需额外硬件，充分利用现有ESP32
2. **网络简单**：所有设备连接一个热点，无需路由器
3. **数据集中**：主节点统一存储和管理所有数据
4. **扩展性好**：容易添加新的从节点
5. **故障隔离**：从节点故障不影响其他节点
6. **移动友好**：手机只需连接一个WiFi即可看所有数据

#### 部署建议
1. **主节点选择**：选择位置居中、信号覆盖最好的ESP32作为主节点
2. **节点编号**：
   - 主节点：`greenhouse_master` 
   - 从节点：`greenhouse_01`, `greenhouse_02`, `greenhouse_03`...
3. **通信频率**：从节点每30秒向主节点上报一次数据
4. **故障处理**：从节点连接失败时显示离线状态

---

## 📚 文档说明

本README.md包含了项目的完整文档，涵盖：
- 基础硬件连接和软件安装
- WiFi热点Web监控使用指南  
- 24小时数据趋势图功能详解
- 阈值管理和植物预设系统
- 移动端兼容性优化说明
- 内存使用分析和系统架构
- API接口文档和扩展指南

如有问题或需要进一步定制，请参考代码注释或联系开发者。

### v1.0 (本地LCD版本)
- ✅ 240x320 LCD显示界面
- ✅ 多传感器集成
- ✅ 温度趋势图表
- ✅ 蜂鸣器报警系统
- ✅ 智能传感器管理
- ✅ 模块化架构设计

### 性能指标
- **启动时间**：约5-8秒（包含传感器初始化）
- **响应时间**：<100ms（传感器读取）
- **显示刷新**：60FPS（理论值，实际约30FPS）
- **功耗**：约200-300mA @3.3V（LCD背光开启）

![alt text](image.png)