智能手表，全过程+全开源

来源：达尔闻说

这是一个非常完整的智能手表开源项目，功能齐全，且资料开源，如果你是：自己平时喜欢diy的工程师，想要提升开发技能的学生，马上要做毕设的大四学生，这个手表很值得一做，别错过了~~

所有开源的资料以及原文链接见文末。

先来看下这个手表的功能：

• 首先，是一个可以佩戴的手表
• 可以充当紧凑的无线访问设备，控制所有物联网设备
• 还具有可交换的 MAC 地址、扫描 WiFi 网络的能力
• 内置距离感应的 LiDAR
• 实时温度、海拔、湿度、压力、气体、倾斜度和加速度
• 通过按键控制所有操作

主要功能详解

测距：使用的LiDAR是意法半导体（STMicroelectronics）的超简洁VL53L1X ToF（飞行时间）距离传感器。精度 <±1% ，可以测量从 4 厘米到 4 米的任何距离。由于它使用 940 nm 激光（它是红外线，因此人眼看不见），因此还在它旁边加入了一个可切换的亮红色 650nm 5mW 激光器，以帮助瞄准或进行演示。

无线部分：手表利用 ESP-NOW 以超低功耗快速广播数据。之所以选择这种无线协议，是因为它能够绕过传统的WiFi连接设置，这使得其他设备之间的动作反应时间几乎是瞬时的，适用于大多数 32 位 MCU。

扫描 WiFi 网络：手表还可用于扫描 WiFi 网络，并提供网络 SSID、RSSI（信号强度）和身份验证模式（网络的安全性 0-7）。

由于广播无线数据非常耗电，手表编程为仅暂时激活 WiFi 以发送/接收数据，然后自动禁用。它还具有自动 1.5 秒睡眠模式计时器和倾斜唤醒检测功能，与 Apple Watch 非常相似，但Apple Watch 是无法连接到 DIY 门锁/电灯开关的。

数字水平/坡度检测器：只需将手表放在有问题的表面上，然后单击 IMU 模式按钮即可访问实时倾斜和加速度数据。

空气检测：手表内置的挥发性有机化合物 （VOC） 传感器，观察 IAQ 读数因目标气体与 BME680 加热的金属氧化层接触的结果而变化，还监测湿度和大气压力。

主题修改：手表还带有多个主题，可以选择最喜欢的颜色。

功能介绍完了，可以来看下如何从原理图开始吧——

主电路由ESP32-S3、五个传感器（可选第六个）、一个 LiPo 电池、一个激光模块驱动器以及用于为 ESP32-S3 微控制器供电、通信和设置的典型电路组成，还有一些按钮和连接器。以下是完整的原理图：

更详细的原理图详解看这里：https://www.roboticworx.io/p/build-custom-esp32-boards-from-scratch#%C2%A7the-schematic

要在如此小的空间（43x36mm）中塞得下如此多的器件，2层板肯定不够的，直接使用了4层本。在背面可以放置一些器件，并且中间的两层接地层，这样还能获得良好的隔离效果。

bom清单在这里：https://github.com/RoboticWorx/Gateway-Smartwatch/blob/main/Gateway%20Part%20List%20and%20BOM.csv

为确保一切正常，需要进行简单的测试。通过 USB-C 端口上传主程序，并确保一切正常。上传到开发板的说明可以在编程部分找到。

如果上传程序后看到屏幕似乎没有响应，可以断开电源，然后重启。也可以尝试按下重置按钮（最左侧的按钮）并重启电路板的电源。

初步测试成功之后，就可以安装电池，打印外壳了。

作为一个非常复杂的项目，下面是关于如何使用手表和操作不同按钮/组合的部分。下面是常规按钮布局及其作用：

按钮 1 ：通用主页按钮。在单击此按钮的任何时候，返回主表盘，手表能够进入睡眠模式（启用 1.5 秒计时器）。如果手表处于睡眠模式，还会唤醒手表（除了倾斜唤醒之外）。

按钮 2：无线模式。按下这个按钮，按钮 2-5就 被重新分配以帮助导航不同的 MAC 地址。按钮 3 切换 MAC 地址，按钮 4 更改所选的 MAC 地址数字，按钮 5 遍历当前所选 MAC 地址的数字。

按钮 3：惯性测量单元 （IMU） 模式按钮。单击按钮 3 后，将出现一个菜单，显示来自板载ICM42670的当前陀螺仪和加速读数。

按钮 4 和 5 很特别，本身不会做任何事情，但可以1,2,3组合，完成一些功能：

按住按钮 4 并单击按钮 1 ，将打开手表的手电筒屏幕。 

按住按钮 4 并单击按钮 2 将通知手表开始 WiFi 扫描。这会将手表更改为新的空白屏幕，几秒钟后将出现本地 2.4GHz 网络。网络数据将包括 SSID（名称）、RSSI（信号强度）和身份验证模式（网络的安全性 0-7）。

按住按钮 4 并单击按钮 3 将使手表进入时钟更改模式。 

按钮 5 组合是独一无二的，因为它们都充当无线热键。这样，您不必在每次想要发送无线信号时都导航到无线菜单。按住按钮 5 并单击按钮 1 将向 菜单中的第一个 MAC 地址发送 1，按住按钮 5 并单击按钮 2 将向 菜单中的第二个 MAC 地址发送 1，依此类推最多三个。应该注意的是，手表必须处于打开状态才能使所有这些工作正常，除非将数据发送到第一个 MAC 地址（按钮 1 将其唤醒）。

要激活 LiDAR，按住按钮 1 并按下按钮 2。要激活激光指示器，按住按钮 1 并按下按钮 3。

如果在任何时候出现问题，可以随时单击启动按钮旁边的硬件重置按钮。

最后是编程部分，这个项目太复杂了，直接使用 ESP-IDF（ESP32 微控制器的官方物联网开发框架）。

代码在这里：https://github.com/RoboticWorx/Gateway-Smartwatch/tree/main/Code

这绝对是一个非常实用的项目，但还是可以继续改进的：

• 类似于 Flipper Zero 可以执行的更多 RFID 功能
• 手表内置的红外摄像头（用于热成像），用于以 32x24 分辨率进行温度感应。
• 更改为触摸屏
• LoRa 模块发送命令的远程无线电通信
• 5GHz 无线功能（希望 ESP32-C5 能为此而推出）。
• GPS实时坐标功能、磁力计
• 实时摄像头监控（外部摄像头馈送到手表显示屏上）。
• 延长电池续航时间。

好了，这里只是整理了部分的内容，想要复刻的，一定要认真看原文：

原文链接：

https://www.roboticworx.io/p/build-the-ultimate-smartwatch-lidar

版权所属：ROBOTICWORX

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