我将为您详细阐述基于ESP32-S3的人脸指纹考勤机的代码设计架构，并提供一个详尽的C代码示例。这个项目旨在构建一个可靠、高效、可扩展的嵌入式系统平台，涵盖从需求分析到系统实现，再到测试验证和维护升级的完整开发流程。

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项目概述：

本项目是一款基于乐鑫ESP32-S3芯片的人脸指纹考勤机。它集成了指纹采集器、人脸识别摄像头和液晶显示屏，能够实现员工的指纹和人脸考勤打卡。系统配有前后端程序，前端是嵌入式设备上的C代码，负责数据采集、处理和显示；后端程序（此处不详细展开，但会提及交互方式）可以在电脑或手机上查看考勤记录，进行用户管理和系统配置。

代码设计架构：

为了构建一个可靠、高效、可扩展的系统平台，我将采用分层模块化的架构设计。这种架构将系统划分为多个独立的层次和模块，每个层次和模块负责特定的功能，层次之间通过清晰定义的接口进行交互。这种设计具有以下优点：

1. 高内聚低耦合: 每个模块专注于完成特定任务，模块内部功能紧密相关（高内聚），模块之间依赖性低（低耦合），易于维护和修改。
2. 可重用性: 模块化的设计使得各个模块可以独立开发、测试和重用，提高开发效率。
3. 可扩展性: 当需要添加新功能或修改现有功能时，只需修改或添加相应的模块，而不会对整个系统造成大的影响。
4. 易于测试: 模块化设计使得单元测试更加容易，可以针对每个模块进行独立的测试。
5. 易于维护: 当系统出现问题时，可以快速定位到具体的模块，降低维护成本。

系统架构图：

+---------------------+
|    应用层 (Application Layer)    |
|---------------------+
|   考勤应用模块      |
|   用户管理模块      |
|   系统配置模块      |
+---------------------+
|    服务层 (Service Layer)       |
|---------------------+
|   指纹识别服务      |
|   人脸识别服务      |
|   显示服务         |
|   网络通信服务      |
|   数据存储服务      |
+---------------------+
|  驱动层 (Driver Layer)        |
|---------------------+
|   指纹传感器驱动    |
|   摄像头驱动        |
|   液晶屏驱动        |
|   WiFi驱动         |
|   Flash驱动        |
+---------------------+
| 硬件抽象层 (HAL)      |
|---------------------+
|  ESP32-S3 SDK 提供的 HAL  |
+---------------------+
|     硬件层 (Hardware Layer)     |
|---------------------+
|  ESP32-S3 芯片及外围器件   |
+---------------------+

各层功能详细说明：

1. 硬件层 (Hardware Layer): 这是系统的最底层，包括ESP32-S3芯片本身以及各种外围器件，如指纹传感器、摄像头、液晶显示屏、电源管理芯片等。

2. 硬件抽象层 (HAL - Hardware Abstraction Layer): HAL层由ESP32-S3 SDK提供，它封装了底层硬件的细节，向上层提供统一的硬件访问接口。例如，GPIO、SPI、I2C、UART、ADC、DAC等外设的驱动接口都属于HAL层。使用HAL层可以提高代码的可移植性，当更换硬件平台时，只需要修改HAL层即可。

3. 驱动层 (Driver Layer): 驱动层构建在HAL层之上，负责驱动具体的硬件设备。每个硬件设备都有一个或多个驱动模块。驱动层的主要任务是初始化硬件设备，并提供操作硬件设备的API给服务层调用。

   • 指纹传感器驱动: 负责指纹传感器的初始化、指纹图像采集、特征提取等。
   • 摄像头驱动: 负责摄像头的初始化、图像采集、图像格式转换等。
   • 液晶屏驱动: 负责液晶屏的初始化、显示字符、显示图像等。
   • WiFi驱动: 负责ESP32-S3的WiFi功能初始化、连接WiFi网络、数据传输等。
   • Flash驱动: 负责ESP32-S3的Flash存储器的读写操作，用于存储配置信息、用户数据、考勤记录等。

4. 服务层 (Service Layer): 服务层构建在驱动层之上，提供各种核心业务服务。服务层将驱动层提供的硬件操作接口组合起来，实现更高级的功能。

   • 指纹识别服务: 调用指纹传感器驱动，实现指纹录入、指纹比对等功能，提供指纹识别的结果。
   • 人脸识别服务: 调用摄像头驱动，使用人脸识别算法库（例如ESP-WHO 或其他轻量级库），实现人脸检测、人脸特征提取、人脸比对等功能，提供人脸识别的结果。
   • 显示服务: 调用液晶屏驱动，提供显示文本、显示图片、绘制UI元素等功能，供应用层调用。
   • 网络通信服务: 调用WiFi驱动，实现与后端服务器的网络通信，例如使用HTTP或MQTT协议传输考勤数据、接收服务器指令等。
   • 数据存储服务: 调用Flash驱动，提供数据存储和读取的接口，例如存储用户指纹模板、人脸特征、考勤记录、系统配置等。

5. 应用层 (Application Layer): 应用层是系统的最高层，直接面向用户，实现具体的应用功能。应用层调用服务层提供的各种服务，组合成完整的考勤应用。

   • 考勤应用模块: 负责考勤打卡流程的管理，包括选择指纹或人脸识别方式、验证身份、记录考勤时间、显示考勤结果等。
   • 用户管理模块: 负责用户信息的管理，包括用户注册、用户删除、用户信息修改等。可能包括指纹和人脸的录入和管理。
   • 系统配置模块: 负责系统参数的配置，例如WiFi配置、服务器地址配置、显示设置等。

关键技术和方法：

• FreeRTOS 实时操作系统: 本项目将使用FreeRTOS作为嵌入式操作系统，实现多任务并发执行，提高系统效率和响应速度。例如，指纹采集、人脸识别、显示更新、网络通信等任务可以并行运行。
• 事件驱动编程: 系统采用事件驱动的编程模型，例如指纹传感器数据就绪事件、摄像头帧数据就绪事件、网络数据接收事件等。通过事件驱动，系统可以在空闲时进入低功耗状态，当事件发生时被唤醒，提高系统效率和响应速度。
• 异步通信: 对于耗时的操作，例如指纹识别、人脸识别、网络通信等，采用异步通信机制，避免阻塞主线程，提高用户体验。例如，可以使用FreeRTOS的队列或信号量来实现异步通信。
• 数据加密: 对于敏感数据，例如指纹模板、人脸特征、用户密码等，需要进行加密存储和传输，保障数据安全。可以使用AES、DES等加密算法。
• 错误处理机制: 系统需要具备完善的错误处理机制，例如硬件故障检测、软件异常处理、网络通信错误处理等。当发生错误时，系统能够及时检测到错误，并进行相应的处理，保证系统的可靠性。
• OTA 远程升级: 为了方便系统维护和升级，本项目将支持OTA (Over-The-Air) 远程升级功能。通过OTA，可以在不接触设备的情况下，远程更新系统固件，修复Bug、添加新功能。

C 代码实现框架 (伪代码 + 关键代码片段):

为了满足3000行代码的要求，我们将详细展开各个模块的实现，并添加必要的注释和解释。以下是C代码实现的框架和关键代码片段。请注意，这只是一个代码框架，实际的完整代码会更加详细和复杂。

// main.c  主程序入口

#include <stdio.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "driver/spi_master.h"
#include "driver/i2c.h"
#include "esp_wifi.h"
#include "esp_event.h"
#include "nvs_flash.h"
#include "esp_log.h"
#include "app_config.h" // 自定义配置头文件
#include "fingerprint_driver.h" // 指纹传感器驱动头文件
#include "camera_driver.h"     // 摄像头驱动头文件
#include "lcd_driver.h"        // 液晶屏驱动头文件
#include "wifi_service.h"      // WiFi 服务头文件
#include "fingerprint_service.h" // 指纹识别服务头文件
#include "face_recognition_service.h" // 人脸识别服务头文件
#include "display_service.h"     // 显示服务头文件
#include "attendance_app.h"     // 考勤应用模块头文件
#include "user_management_app.h"  // 用户管理应用模块头文件
#include "system_config_app.h"    // 系统配置应用模块头文件
#include "data_storage_service.h" // 数据存储服务头文件
#include "network_service.h"    // 网络通信服务头文件

static const char *TAG = "main";

void app_main(void)
{
    // 1. 初始化 NVS (Non-Volatile Storage)
    esp_err_t ret = nvs_flash_init();
    if (ret == ESP_ERR_NVS_NO_FREE_PAGES || ret == ESP_ERR_NVS_NEW_VERSION_FOUND) {
        ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_erase());
        ret = nvs_flash_init();
    }
    ESP_ERROR_CHECK(ret);

    // 2. 初始化事件循环
    ESP_ERROR_CHECK(esp_event_loop_create_default());

    // 3. 初始化配置 (从 NVS 或默认值加载)
    app_config_init();

    // 4. 初始化日志系统
    esp_log_level_set("*", ESP_LOG_INFO); // 设置全局日志级别

    ESP_LOGI(TAG, "系统启动...");

    // 5. 初始化硬件驱动
    ESP_LOGI(TAG, "初始化硬件驱动...");
    fingerprint_driver_init();
    camera_driver_init();
    lcd_driver_init();
    // ... 其他硬件驱动初始化

    // 6. 初始化服务层
    ESP_LOGI(TAG, "初始化服务层...");
    data_storage_service_init();
    display_service_init();
    fingerprint_service_init();
    face_recognition_service_init();
    network_service_init();
    wifi_service_init(); // WiFi 服务初始化要在网络服务之前，因为网络服务可能依赖 WiFi 连接

    // 7. 初始化应用层模块
    ESP_LOGI(TAG, "初始化应用层模块...");
    attendance_app_init();
    user_management_app_init();
    system_config_app_init();

    // 8. 启动 FreeRTOS 任务
    ESP_LOGI(TAG, "启动 FreeRTOS 任务...");
    // 创建考勤应用任务
    xTaskCreate(attendance_app_task, "AttendanceTask", 4096, NULL, 5, NULL);
    // 创建用户管理应用任务
    xTaskCreate(user_management_app_task, "UserManageTask", 4096, NULL, 4, NULL);
    // 创建系统配置应用任务
    xTaskCreate(system_config_app_task, "SystemConfigTask", 4096, NULL, 3, NULL);
    // 创建显示服务任务
    xTaskCreate(display_service_task, "DisplayTask", 4096, NULL, 2, NULL);
    // 创建网络通信服务任务
    xTaskCreate(network_service_task, "NetworkTask", 4096, NULL, 2, NULL);
    // ... 其他任务创建

    ESP_LOGI(TAG, "系统初始化完成，开始运行...");

    // 主任务可以进入空闲状态或执行一些后台任务
    while (1) {
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000)); // 1秒延时
        // 可以添加一些系统状态监控、心跳检测等任务
    }
}

// app_config.h  应用配置头文件
#ifndef APP_CONFIG_H_
#define APP_CONFIG_H_

#define WIFI_SSID        CONFIG_WIFI_SSID
#define WIFI_PASSWORD    CONFIG_WIFI_PASSWORD
#define BACKEND_SERVER_URL CONFIG_BACKEND_SERVER_URL

// ... 其他配置项

void app_config_init(void);
char* app_config_get_wifi_ssid(void);
char* app_config_get_wifi_password(void);
char* app_config_get_backend_server_url(void);
// ... 其他配置项获取函数

#endif // APP_CONFIG_H_

// app_config.c 应用配置源文件
#include "app_config.h"
#include "nvs.h"
#include "nvs_flash.h"
#include "esp_log.h"

static const char *TAG_CONFIG = "app_config";

#define NVS_NAMESPACE "app_config"

void app_config_init(void)
{
    // 从 NVS 加载配置，如果 NVS 中没有，则使用默认值 (宏定义)
    // ...  示例：从 NVS 读取 WIFI_SSID，如果不存在则使用宏定义 CONFIG_WIFI_SSID
    // ...  您可以根据实际需求添加更多配置项的加载和保存逻辑
    ESP_LOGI(TAG_CONFIG, "配置初始化完成");
}

char* app_config_get_wifi_ssid(void)
{
    return WIFI_SSID; // 直接返回宏定义，实际应用中可以从 NVS 读取
}

char* app_config_get_wifi_password(void)
{
    return WIFI_PASSWORD; // 直接返回宏定义，实际应用中可以从 NVS 读取
}

char* app_config_get_backend_server_url(void)
{
    return BACKEND_SERVER_URL; // 直接返回宏定义，实际应用中可以从 NVS 读取
}

// fingerprint_driver.h  指纹传感器驱动头文件
#ifndef FINGERPRINT_DRIVER_H_
#define FINGERPRINT_DRIVER_H_

typedef enum {
    FINGERPRINT_OK = 0,
    FINGERPRINT_ERROR,
    FINGERPRINT_TIMEOUT,
    // ... 其他错误码
} fingerprint_status_t;

typedef struct {
    // ... 指纹图像数据结构
} fingerprint_image_t;

fingerprint_status_t fingerprint_driver_init(void);
fingerprint_status_t fingerprint_driver_acquire_image(fingerprint_image_t *image);
fingerprint_status_t fingerprint_driver_enroll_template(int user_id, int template_index);
fingerprint_status_t fingerprint_driver_verify_template(int user_id, int template_index);
// ... 其他指纹驱动接口

#endif // FINGERPRINT_DRIVER_H_

// fingerprint_driver.c 指纹传感器驱动源文件
#include "fingerprint_driver.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "driver/uart.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"

static const char *TAG_FINGERPRINT = "fingerprint_driver";

// 指纹传感器硬件配置 (根据实际硬件连接修改)
#define FINGERPRINT_UART_PORT UART_NUM_2
#define FINGERPRINT_UART_TX_PIN GPIO_NUM_17
#define FINGERPRINT_UART_RX_PIN GPIO_NUM_16
#define FINGERPRINT_POWER_PIN  GPIO_NUM_4

fingerprint_status_t fingerprint_driver_init(void)
{
    ESP_LOGI(TAG_FINGERPRINT, "指纹传感器驱动初始化...");

    // 1. 初始化电源引脚 (如果指纹传感器需要单独供电控制)
    gpio_config_t io_conf;
    io_conf.intr_type = GPIO_INTR_DISABLE;
    io_conf.mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
    io_conf.pin_bit_mask = (1ULL << FINGERPRINT_POWER_PIN);
    io_conf.pull_down_en = 0;
    io_conf.pull_up_en = 0;
    gpio_config(&io_conf);
    gpio_set_level(FINGERPRINT_POWER_PIN, 1); // 上电

    // 2. 初始化 UART 通信
    uart_config_t uart_config = {
        .baud_rate = 57600, // 根据指纹传感器手册设置波特率
        .data_bits = UART_DATA_8_BITS,
        .parity    = UART_PARITY_DISABLE,
        .stop_bits = UART_STOP_BITS_1,
        .flow_ctrl = UART_HW_FLOWCTRL_DISABLE,
        .source_clk = UART_SCLK_APB,
    };
    ESP_ERROR_CHECK(uart_param_config(FINGERPRINT_UART_PORT, &uart_config));
    ESP_ERROR_CHECK(uart_set_pin(FINGERPRINT_UART_PORT, FINGERPRINT_UART_TX_PIN, FINGERPRINT_UART_RX_PIN, UART_PIN_NO_CHANGE, UART_PIN_NO_CHANGE));
    ESP_ERROR_CHECK(uart_driver_install(FINGERPRINT_UART_PORT, 2048, 2048, 10, NULL, 0)); // 缓冲区大小可调整

    // 3. 发送初始化指令到指纹传感器 (根据指纹传感器通信协议)
    // ...  发送具体的初始化指令，并接收响应，判断初始化是否成功
    // ...  例如：发送握手指令，读取设备信息等

    ESP_LOGI(TAG_FINGERPRINT, "指纹传感器驱动初始化完成");
    return FINGERPRINT_OK;
}

fingerprint_status_t fingerprint_driver_acquire_image(fingerprint_image_t *image)
{
    ESP_LOGI(TAG_FINGERPRINT, "采集指纹图像...");
    // 1. 发送采集指纹图像指令到指纹传感器 (根据协议)
    // ... 发送指令

    // 2. 接收指纹传感器返回的数据 (指纹图像数据或错误码)
    uint8_t data[1024]; // 假设最大图像数据大小
    int len = uart_read_bytes(FINGERPRINT_UART_PORT, data, sizeof(data), pdMS_TO_TICKS(1000)); // 1秒超时

    if (len > 0) {
        // 3. 解析数据，判断是否成功，提取指纹图像数据
        // ... 解析协议，检查返回状态码
        // ... 如果成功，将图像数据填充到 image 结构体中
        ESP_LOGI(TAG_FINGERPRINT, "指纹图像采集成功，数据长度: %d", len);
        // ...  实际图像数据处理和存储需要根据指纹传感器返回的数据格式进行
        return FINGERPRINT_OK;
    } else {
        ESP_LOGE(TAG_FINGERPRINT, "指纹图像采集失败，超时或无数据");
        return FINGERPRINT_TIMEOUT;
    }
}

fingerprint_status_t fingerprint_driver_enroll_template(int user_id, int template_index)
{
    ESP_LOGI(TAG_FINGERPRINT, "录入指纹模板，用户ID: %d, 模板索引: %d", user_id, template_index);
    // ...  实现指纹模板录入的逻辑，包括：
    // ...  1. 发送录入指令到指纹传感器
    // ...  2. 获取指纹图像 (多次采集，通常需要采集2-3次)
    // ...  3. 提取指纹特征
    // ...  4. 将指纹特征模板存储到指纹传感器或外部存储器 (根据传感器型号和需求)
    return FINGERPRINT_OK; // 简化返回 OK
}

fingerprint_status_t fingerprint_driver_verify_template(int user_id, int template_index)
{
    ESP_LOGI(TAG_FINGERPRINT, "验证指纹模板，用户ID: %d, 模板索引: %d", user_id, template_index);
    // ...  实现指纹模板验证的逻辑，包括：
    // ...  1. 发送验证指令到指纹传感器
    // ...  2. 获取指纹图像
    // ...  3. 提取指纹特征
    // ...  4. 将提取的特征与已存储的模板进行比对
    // ...  5. 返回比对结果 (成功/失败)
    return FINGERPRINT_OK; // 简化返回 OK
}

// camera_driver.h  摄像头驱动头文件 (简略示例)
#ifndef CAMERA_DRIVER_H_
#define CAMERA_DRIVER_H_

typedef enum {
    CAMERA_OK = 0,
    CAMERA_ERROR,
    // ... 其他错误码
} camera_status_t;

typedef struct {
    uint8_t *data;      // 图像数据指针
    size_t   data_len;  // 图像数据长度
    int      width;     // 图像宽度
    int      height;    // 图像高度
    // ... 其他图像信息
} camera_frame_t;

camera_status_t camera_driver_init(void);
camera_status_t camera_driver_capture_frame(camera_frame_t *frame);
// ... 其他摄像头驱动接口

#endif // CAMERA_DRIVER_H_

// camera_driver.c 摄像头驱动源文件 (简略示例 -  实际需要使用 ESP-IDF Camera 组件)
#include "camera_driver.h"
#include "esp_camera.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_timer.h"

static const char *TAG_CAMERA = "camera_driver";

// 摄像头硬件配置 (根据实际硬件连接修改，需要参考 ESP-IDF Camera 组件文档)
#define CAMERA_PIN_PWDN    -1  // 摄像头掉电引脚 (可选，如果摄像头有掉电控制)
#define CAMERA_PIN_RESET   -1  // 摄像头复位引脚 (可选，如果摄像头有复位引脚)
#define CAMERA_PIN_XCLK    4   // 外部时钟引脚
#define CAMERA_PIN_SIOD    18  // I2C 数据引脚
#define CAMERA_PIN_SIOC    23  // I2C 时钟引脚
#define CAMERA_PIN_D0      38  // 数据引脚 0
#define CAMERA_PIN_D1      39  // 数据引脚 1
#define CAMERA_PIN_D2      40  // 数据引脚 2
#define CAMERA_PIN_D3      41  // 数据引脚 3
#define CAMERA_PIN_D4      42  // 数据引脚 4
#define CAMERA_PIN_D5      45  // 数据引脚 5
#define CAMERA_PIN_D6      21  // 数据引脚 6
#define CAMERA_PIN_D7      36  // 数据引脚 7
#define CAMERA_PIN_VSYNC   5   // 垂直同步信号引脚
#define CAMERA_PIN_HREF    26  // 水平参考信号引脚
#define CAMERA_PIN_PCLK    25  // 像素时钟信号引脚

camera_status_t camera_driver_init(void)
{
    ESP_LOGI(TAG_CAMERA, "摄像头驱动初始化...");

    camera_config_t camera_config = {
        .pin_pwdn  = CAMERA_PIN_PWDN,
        .pin_reset = CAMERA_PIN_RESET,
        .pin_xclk = CAMERA_PIN_XCLK,
        .pin_sccb_sda = CAMERA_PIN_SIOD,
        .pin_sccb_scl = CAMERA_PIN_SIOC,

        .pin_d0 = CAMERA_PIN_D0,
        .pin_d1 = CAMERA_PIN_D1,
        .pin_d2 = CAMERA_PIN_D2,
        .pin_d3 = CAMERA_PIN_D3,
        .pin_d4 = CAMERA_PIN_D4,
        .pin_d5 = CAMERA_PIN_D5,
        .pin_d6 = CAMERA_PIN_D6,
        .pin_d7 = CAMERA_PIN_D7,
        .pin_vsync = CAMERA_PIN_VSYNC,
        .pin_href = CAMERA_PIN_HREF,
        .pin_pclk = CAMERA_PIN_PCLK,

        .xclk_freq_hz = 20000000, // 外部时钟频率 (20MHz)
        .ledc_timer   = LEDC_TIMER_0,
        .ledc_channel = LEDC_CHANNEL_0,

        .pixel_format = PIXEL_FORMAT_JPEG, // 图像格式 (JPEG 或 YUV422 等)
        .frame_size   = FRAMESIZE_QVGA,    // 帧大小 (QVGA, VGA, SVGA 等)
        .jpeg_quality = 10,              // JPEG 质量 (0-63, 0 最高质量)
        .fb_count     = 2,               // 帧缓冲区数量 (双缓冲或三缓冲)
        .fb_location  = CAMERA_FB_IN_DRAM, // 帧缓冲区位置 (DRAM 或 PSRAM)
        .grab_mode    = CAMERA_GRAB_WHEN_EMPTY, // 抓取模式 (当缓冲区为空时抓取)
    };

    // 初始化 ESP-IDF Camera 组件
    esp_err_t err = esp_camera_init(&camera_config);
    if (err != ESP_OK) {
        ESP_LOGE(TAG_CAMERA, "摄像头初始化失败: esp_camera_init() returned 0x%x", err);
        return CAMERA_ERROR;
    }

    ESP_LOGI(TAG_CAMERA, "摄像头驱动初始化完成");
    return CAMERA_OK;
}

camera_status_t camera_driver_capture_frame(camera_frame_t *frame)
{
    ESP_LOGD(TAG_CAMERA, "采集摄像头帧...");
    camera_fb_t *fb = esp_camera_fb_get(); // 获取帧缓冲区

    if (!fb) {
        ESP_LOGE(TAG_CAMERA, "帧缓冲区获取失败: esp_camera_fb_get() returned NULL");
        return CAMERA_ERROR;
    }

    // 填充 frame 结构体
    frame->data = fb->buf;
    frame->data_len = fb->len;
    frame->width = fb->width;
    frame->height = fb->height;
    // ... 其他信息

    esp_camera_fb_return(fb); // 释放帧缓冲区

    ESP_LOGD(TAG_CAMERA, "摄像头帧采集完成，宽度: %d, 高度: %d, 数据长度: %d", frame->width, frame->height, frame->data_len);
    return CAMERA_OK;
}


// lcd_driver.h  液晶屏驱动头文件 (简略示例)
#ifndef LCD_DRIVER_H_
#define LCD_DRIVER_H_

typedef enum {
    LCD_OK = 0,
    LCD_ERROR,
    // ... 其他错误码
} lcd_status_t;

lcd_status_t lcd_driver_init(void);
lcd_status_t lcd_driver_display_text(const char *text, int x, int y);
lcd_status_t lcd_driver_display_image(const uint8_t *image_data, int width, int height, int x, int y);
lcd_status_t lcd_driver_clear_screen(void);
// ... 其他液晶屏驱动接口

#endif // LCD_DRIVER_H_

// lcd_driver.c 液晶屏驱动源文件 (简略示例 -  实际需要使用 ESP-IDF LCD 组件 或 第三方库)
#include "lcd_driver.h"
#include "driver/spi_master.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "esp_log.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"

static const char *TAG_LCD = "lcd_driver";

// 液晶屏硬件配置 (根据实际硬件连接修改，需要参考 LCD 驱动芯片手册)
#define LCD_SPI_HOST    SPI2_HOST
#define LCD_SPI_CS_PIN  GPIO_NUM_15
#define LCD_SPI_SCLK_PIN GPIO_NUM_14
#define LCD_SPI_MOSI_PIN GPIO_NUM_13
#define LCD_SPI_MISO_PIN GPIO_NUM_12 // MISO 通常 LCD 不用
#define LCD_RST_PIN     GPIO_NUM_27
#define LCD_DC_PIN      GPIO_NUM_26
#define LCD_BL_PIN      GPIO_NUM_33  // 背光控制引脚 (可选)

lcd_status_t lcd_driver_init(void)
{
    ESP_LOGI(TAG_LCD, "液晶屏驱动初始化...");

    // 1. 初始化 SPI 总线
    spi_bus_config_t buscfg = {
        .miso_io_num = LCD_SPI_MISO_PIN,
        .mosi_io_num = LCD_SPI_MOSI_PIN,
        .sclk_io_num = LCD_SPI_SCLK_PIN,
        .quadwp_io_num = -1,
        .quadhd_io_num = -1,
        .max_transfer_sz = 4096,
    };
    ESP_ERROR_CHECK(spi_bus_initialize(LCD_SPI_HOST, &buscfg, SPI_DMA_CH_AUTO));

    // 2. 配置设备
    spi_device_interface_config_t devcfg = {
        .clock_speed_hz = 40 * 1000 * 1000, // Clock out at 40 MHz
        .mode = 0,                          // SPI mode 0
        .spics_io_num = LCD_SPI_CS_PIN,     // CS pin
        .queue_size = 7,                    // Transaction queue size
        .pre_cb = NULL,                     // Callback before a transfer (可选)
        .post_cb = NULL,                    // Callback after a transfer (可选)
    };
    spi_device_handle_t spi;
    ESP_ERROR_CHECK(spi_bus_add_device(LCD_SPI_HOST, &devcfg, &spi));

    // 3. 初始化 GPIO 引脚 (RST, DC, BL)
    gpio_config_t io_conf;
    io_conf.intr_type = GPIO_INTR_DISABLE;
    io_conf.mode = GPIO_MODE_OUTPUT;
    io_conf.pin_bit_mask = (1ULL << LCD_RST_PIN) | (1ULL << LCD_DC_PIN) | (1ULL << LCD_BL_PIN);
    io_conf.pull_down_en = 0;
    io_conf.pull_up_en = 0;
    gpio_config(&io_conf);

    gpio_set_level(LCD_RST_PIN, 0); // 复位
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));
    gpio_set_level(LCD_RST_PIN, 1);
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(50));
    gpio_set_level(LCD_BL_PIN, 1);  // 打开背光

    // 4. 发送初始化指令到 LCD 驱动芯片 (根据 LCD 驱动芯片手册)
    // ...  发送具体的初始化指令序列，例如设置扫描方向、颜色格式、显示区域等

    ESP_LOGI(TAG_LCD, "液晶屏驱动初始化完成");
    return LCD_OK;
}

lcd_status_t lcd_driver_display_text(const char *text, int x, int y)
{
    ESP_LOGD(TAG_LCD, "显示文本: %s, x: %d, y: %d", text, x, y);
    // ...  实现显示文本的逻辑，包括：
    // ...  1. 设置文本显示位置 (x, y)
    // ...  2. 设置字体、颜色等
    // ...  3. 将文本数据写入 LCD 显存
    // ...  具体实现需要根据 LCD 驱动芯片和使用的字库来完成
    // ...  这里只是一个占位符，实际需要更复杂的实现
    return LCD_OK;
}

lcd_status_t lcd_driver_display_image(const uint8_t *image_data, int width, int height, int x, int y)
{
    ESP_LOGD(TAG_LCD, "显示图像, width: %d, height: %d, x: %d, y: %d", width, height, x, y);
    // ...  实现显示图像的逻辑，包括：
    // ...  1. 设置图像显示区域 (x, y, width, height)
    // ...  2. 将图像数据写入 LCD 显存
    // ...  图像数据格式和显存写入方式需要根据 LCD 驱动芯片和图像格式来确定
    // ...  这里只是一个占位符，实际需要更复杂的实现
    return LCD_OK;
}

lcd_status_t lcd_driver_clear_screen(void)
{
    ESP_LOGD(TAG_LCD, "清屏");
    // ...  实现清屏的逻辑，例如填充背景色到整个显存
    // ...  具体实现需要根据 LCD 驱动芯片来完成
    return LCD_OK;
}

// wifi_service.h WiFi 服务头文件 (简略示例)
#ifndef WIFI_SERVICE_H_
#define WIFI_SERVICE_H_

typedef enum {
    WIFI_STATUS_DISCONNECTED = 0,
    WIFI_STATUS_CONNECTING,
    WIFI_STATUS_CONNECTED,
    WIFI_STATUS_ERROR,
    // ... 其他 WiFi 状态
} wifi_status_t;

wifi_status_t wifi_service_init(void);
wifi_status_t wifi_service_connect(void);
wifi_status_t wifi_service_disconnect(void);
wifi_status_t wifi_service_get_status(void);
// ... 其他 WiFi 服务接口

#endif // WIFI_SERVICE_H_

// wifi_service.c WiFi 服务源文件 (简略示例 -  实际需要使用 ESP-IDF WiFi 组件)
#include "wifi_service.h"
#include "esp_wifi.h"
#include "esp_event.h"
#include "esp_log.h"
#include "app_config.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/event_groups.h"

static const char *TAG_WIFI = "wifi_service";

/* FreeRTOS event group to signal when WiFi is connected & ready to make network requests */
static EventGroupHandle_t s_wifi_event_group;

/* The event group allows multiple bits for each event, but we only care about two events:
 * - WIFI_CONNECTED_BIT: Set when ESP STA connects to access point
 * - WIFI_FAIL_BIT: Set when ESP STA fails to connect to access point after several attempts */
#define WIFI_CONNECTED_BIT BIT0
#define WIFI_FAIL_BIT      BIT1

static int s_retry_num = 0;
static wifi_status_t s_wifi_status = WIFI_STATUS_DISCONNECTED;

static void event_handler(void* arg, esp_event_base_t event_base, int32_t event_id, void* event_data)
{
    if (event_base == WIFI_EVENT && event_id == WIFI_EVENT_STA_START) {
        esp_wifi_connect();
        s_wifi_status = WIFI_STATUS_CONNECTING;
    } else if (event_base == WIFI_EVENT && event_id == WIFI_EVENT_STA_DISCONNECTED) {
        if (s_retry_num < 3) { // 尝试重连次数
            esp_wifi_connect();
            s_retry_num++;
            ESP_LOGI(TAG_WIFI, "连接 WiFi 失败，重试第 %d 次...", s_retry_num);
            s_wifi_status = WIFI_STATUS_CONNECTING;
        } else {
            xEventGroupSetBits(s_wifi_event_group, WIFI_FAIL_BIT);
            s_wifi_status = WIFI_STATUS_ERROR;
        }
        ESP_LOGI(TAG_WIFI,"连接 WiFi 失败");
    } else if (event_base == IP_EVENT && event_id == IP_EVENT_STA_GOT_IP) {
        ip_event_got_ip_t* event = (ip_event_got_ip_t*) event_data;
        ESP_LOGI(TAG_WIFI, "已连接 WiFi，IP 地址:" IPSTR, IP2STR(&event->ip_info.ip));
        s_retry_num = 0;
        xEventGroupSetBits(s_wifi_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT);
        s_wifi_status = WIFI_STATUS_CONNECTED;
    }
}

wifi_status_t wifi_service_init(void)
{
    ESP_LOGI(TAG_WIFI, "WiFi 服务初始化...");
    s_wifi_event_group = xEventGroupCreate();

    ESP_ERROR_CHECK(esp_netif_init());
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_storage(WIFI_STORAGE_RAM)); // 设置 WiFi 配置存储方式
    esp_netif_create_default_wifi_sta(); // 创建默认 WiFi STA 网络接口

    wifi_init_config_t cfg = WIFI_INIT_CONFIG_DEFAULT();
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_init(&cfg));

    esp_event_handler_instance_t instance_any_id;
    esp_event_handler_instance_t instance_got_ip;
    ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(WIFI_EVENT, ESP_EVENT_ANY_ID, &event_handler, NULL, &instance_any_id));
    ESP_ERROR_CHECK(esp_event_handler_instance_register(IP_EVENT, IP_EVENT_STA_GOT_IP, &event_handler, NULL, &instance_got_ip));

    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_mode(WIFI_MODE_STA));
    // WiFi 配置从 app_config 获取
    wifi_config_t wifi_config = {
        .sta = {
            .ssid = WIFI_SSID,
            .password = WIFI_PASSWORD,
            .threshold.authmode = WIFI_AUTH_WPA2_PSK,
            .pmf_cfg = {
                .capable = true,
                .required = false
            },
        },
    };
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_set_config(WIFI_IF_STA, &wifi_config));

    ESP_LOGI(TAG_WIFI, "WiFi 服务初始化完成");
    return WIFI_STATUS_DISCONNECTED; // 初始化后状态为断开连接
}

wifi_status_t wifi_service_connect(void)
{
    ESP_LOGI(TAG_WIFI, "连接 WiFi...");
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_start()); // 启动 WiFi
    EventBits_t bits = xEventGroupWaitBits(s_wifi_event_group, WIFI_CONNECTED_BIT | WIFI_FAIL_BIT, pdFALSE, pdFALSE, portMAX_DELAY);

    if (bits & WIFI_CONNECTED_BIT) {
        ESP_LOGI(TAG_WIFI, "成功连接到 AP SSID:%s password:%s", WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
        return WIFI_STATUS_CONNECTED;
    } else if (bits & WIFI_FAIL_BIT) {
        ESP_LOGE(TAG_WIFI, "连接到 AP SSID:%s password:%s 失败", WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD);
        return WIFI_STATUS_ERROR;
    } else {
        ESP_LOGE(TAG_WIFI, "意外事件");
        return WIFI_STATUS_ERROR;
    }
}

wifi_status_t wifi_service_disconnect(void)
{
    ESP_LOGI(TAG_WIFI, "断开 WiFi 连接...");
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_disconnect());
    ESP_ERROR_CHECK(esp_wifi_stop());
    s_wifi_status = WIFI_STATUS_DISCONNECTED;
    return WIFI_STATUS_DISCONNECTED;
}

wifi_status_t wifi_service_get_status(void)
{
    return s_wifi_status;
}

// fingerprint_service.h 指纹识别服务头文件 (简略示例)
#ifndef FINGERPRINT_SERVICE_H_
#define FINGERPRINT_SERVICE_H_

typedef enum {
    FINGERPRINT_RECOGNITION_OK = 0,
    FINGERPRINT_RECOGNITION_FAILED,
    FINGERPRINT_RECOGNITION_ERROR,
    // ... 其他识别状态
} fingerprint_recognition_status_t;

typedef struct {
    int user_id;
    int template_index;
    fingerprint_recognition_status_t status;
} fingerprint_recognition_result_t;

fingerprint_recognition_status_t fingerprint_service_init(void);
void fingerprint_service_task(void *pvParameters); // 指纹识别服务任务
fingerprint_recognition_result_t fingerprint_service_enroll_user(int user_id);
fingerprint_recognition_result_t fingerprint_service_verify_user(int user_id);
// ... 其他指纹服务接口

#endif // FINGERPRINT_SERVICE_H_

// fingerprint_service.c 指纹识别服务源文件 (简略示例)
#include "fingerprint_service.h"
#include "fingerprint_driver.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "esp_log.h"
#include "display_service.h" // 示例：使用显示服务显示信息

static const char *TAG_FINGERPRINT_SERVICE = "fingerprint_service";

static QueueHandle_t fingerprint_event_queue; // 指纹服务事件队列 (用于任务间通信)

typedef enum {
    FINGERPRINT_EVENT_ENROLL_REQUEST,
    FINGERPRINT_EVENT_VERIFY_REQUEST,
    // ... 其他指纹服务事件
} fingerprint_service_event_t;

typedef struct {
    fingerprint_service_event_t event_type;
    int user_id;
    // ... 其他事件数据
} fingerprint_service_event_data_t;

fingerprint_recognition_status_t fingerprint_service_init(void)
{
    ESP_LOGI(TAG_FINGERPRINT_SERVICE, "指纹识别服务初始化...");
    fingerprint_event_queue = xQueueCreate(10, sizeof(fingerprint_service_event_data_t));
    if (fingerprint_event_queue == NULL) {
        ESP_LOGE(TAG_FINGERPRINT_SERVICE, "创建指纹事件队列失败");
        return FINGERPRINT_RECOGNITION_ERROR;
    }
    ESP_LOGI(TAG_FINGERPRINT_SERVICE, "指纹识别服务初始化完成");
    return FINGERPRINT_RECOGNITION_OK;
}

void fingerprint_service_task(void *pvParameters)
{
    fingerprint_service_event_data_t event_data;
    while (1) {
        if (xQueueReceive(fingerprint_event_queue, &event_data, pdMS_TO_TICKS(100)) == pdTRUE) {
            ESP_LOGI(TAG_FINGERPRINT_SERVICE, "接收到指纹服务事件: %d, 用户ID: %d", event_data.event_type, event_data.user_id);
            switch (event_data.event_type) {
                case FINGERPRINT_EVENT_ENROLL_REQUEST:
                    fingerprint_service_enroll_user(event_data.user_id);
                    break;
                case FINGERPRINT_EVENT_VERIFY_REQUEST:
                    fingerprint_service_verify_user(event_data.user_id);
                    break;
                default:
                    ESP_LOGW(TAG_FINGERPRINT_SERVICE, "未处理的指纹服务事件: %d", event_data.event_type);
                    break;
            }
        }
        // ...  可以添加一些后台任务，例如定期检查指纹传感器状态等
    }
}

fingerprint_recognition_result_t fingerprint_service_enroll_user(int user_id)
{
    ESP_LOGI(TAG_FINGERPRINT_SERVICE, "开始录入用户 %d 的指纹...", user_id);
    fingerprint_recognition_result_t result = {0};
    result.user_id = user_id;
    result.status = FINGERPRINT_RECOGNITION_ERROR; // 默认错误状态

    display_service_show_text("请按压指纹...", 10, 50); // 示例：显示提示信息

    fingerprint_image_t fingerprint_image;
    fingerprint_status_t fp_status = fingerprint_driver_acquire_image(&fingerprint_image); // 采集指纹图像
    if (fp_status == FINGERPRINT_OK) {
        ESP_LOGI(TAG_FINGERPRINT_SERVICE, "指纹图像采集成功，开始录入模板...");
        // ...  调用指纹驱动录入模板函数 (需要多次采集，这里简化为一次)
        fp_status = fingerprint_driver_enroll_template(user_id, 0); // 模板索引 0
        if (fp_status == FINGERPRINT_OK) {
            ESP_LOGI(TAG_FINGERPRINT_SERVICE, "指纹模板录入成功，用户ID: %d", user_id);
            result.status = FINGERPRINT_RECOGNITION_OK;
            display_service_show_text("指纹录入成功!", 10, 70); // 示例：显示成功信息
        } else {
            ESP_LOGE(TAG_FINGERPRINT_SERVICE, "指纹模板录入失败，错误码: %d", fp_status);
            display_service_show_text("指纹录入失败!", 10, 70); // 示例：显示失败信息
        }
    } else {
        ESP_LOGE(TAG_FINGERPRINT_SERVICE, "指纹图像采集失败，错误码: %d", fp_status);
        display_service_show_text("指纹采集失败!", 10, 70); // 示例：显示失败信息
    }

    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000)); // 延时显示结果
    display_service_clear_screen(); // 清屏

    return result;
}

fingerprint_recognition_result_t fingerprint_service_verify_user(int user_id)
{
    ESP_LOGI(TAG_FINGERPRINT_SERVICE, "开始验证用户 %d 的指纹...", user_id);
    fingerprint_recognition_result_t result = {0};
    result.user_id = user_id;
    result.status = FINGERPRINT_RECOGNITION_FAILED; // 默认验证失败

    display_service_show_text("请按压指纹验证...", 10, 50); // 示例：显示提示信息

    fingerprint_image_t fingerprint_image;
    fingerprint_status_t fp_status = fingerprint_driver_acquire_image(&fingerprint_image); // 采集指纹图像
    if (fp_status == FINGERPRINT_OK) {
        ESP_LOGI(TAG_FINGERPRINT_SERVICE, "指纹图像采集成功，开始验证模板...");
        // ...  调用指纹驱动验证模板函数
        fp_status = fingerprint_driver_verify_template(user_id, 0); // 模板索引 0
        if (fp_status == FINGERPRINT_OK) {
            ESP_LOGI(TAG_FINGERPRINT_SERVICE, "指纹验证成功，用户ID: %d", user_id);
            result.status = FINGERPRINT_RECOGNITION_OK;
            display_service_show_text("指纹验证成功!", 10, 70); // 示例：显示成功信息
        } else {
            ESP_LOGI(TAG_FINGERPRINT_SERVICE, "指纹验证失败，错误码: %d", fp_status);
            display_service_show_text("指纹验证失败!", 10, 70); // 示例：显示失败信息
        }
    } else {
        ESP_LOGE(TAG_FINGERPRINT_SERVICE, "指纹图像采集失败，错误码: %d", fp_status);
        display_service_show_text("指纹采集失败!", 10, 70); // 示例：显示失败信息
    }

    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000)); // 延时显示结果
    display_service_clear_screen(); // 清屏

    return result;
}

// face_recognition_service.h 人脸识别服务头文件 (简略示例)
#ifndef FACE_RECOGNITION_SERVICE_H_
#define FACE_RECOGNITION_SERVICE_H_

typedef enum {
    FACE_RECOGNITION_OK = 0,
    FACE_RECOGNITION_FAILED,
    FACE_RECOGNITION_ERROR,
    FACE_RECOGNITION_NO_FACE_DETECTED,
    // ... 其他识别状态
} face_recognition_status_t;

typedef struct {
    int user_id;
    face_recognition_status_t status;
} face_recognition_result_t;

face_recognition_status_t face_recognition_service_init(void);
void face_recognition_service_task(void *pvParameters); // 人脸识别服务任务
face_recognition_result_t face_recognition_service_enroll_user(int user_id);
face_recognition_result_t face_recognition_service_verify_user(int user_id);
// ... 其他人脸服务接口

#endif // FACE_RECOGNITION_SERVICE_H_

// face_recognition_service.c 人脸识别服务源文件 (简略示例 -  实际需要集成人脸识别算法库)
#include "face_recognition_service.h"
#include "camera_driver.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "esp_log.h"
#include "display_service.h" // 示例：使用显示服务显示信息

static const char *TAG_FACE_RECOGNITION_SERVICE = "face_recognition_service";

static QueueHandle_t face_recognition_event_queue; // 人脸识别服务事件队列

typedef enum {
    FACE_RECOGNITION_EVENT_ENROLL_REQUEST,
    FACE_RECOGNITION_EVENT_VERIFY_REQUEST,
    // ... 其他人脸服务事件
} face_recognition_service_event_t;

typedef struct {
    face_recognition_service_event_t event_type;
    int user_id;
    // ... 其他事件数据
} face_recognition_service_event_data_t;

face_recognition_status_t face_recognition_service_init(void)
{
    ESP_LOGI(TAG_FACE_RECOGNITION_SERVICE, "人脸识别服务初始化...");
    face_recognition_event_queue = xQueueCreate(10, sizeof(face_recognition_service_event_data_t));
    if (face_recognition_event_queue == NULL) {
        ESP_LOGE(TAG_FACE_RECOGNITION_SERVICE, "创建人脸事件队列失败");
        return FACE_RECOGNITION_ERROR;
    }
    ESP_LOGI(TAG_FACE_RECOGNITION_SERVICE, "人脸识别服务初始化完成");
    return FACE_RECOGNITION_OK;
}

void face_recognition_service_task(void *pvParameters)
{
    face_recognition_service_event_data_t event_data;
    while (1) {
        if (xQueueReceive(face_recognition_event_queue, &event_data, pdMS_TO_TICKS(100)) == pdTRUE) {
            ESP_LOGI(TAG_FACE_RECOGNITION_SERVICE, "接收到人脸服务事件: %d, 用户ID: %d", event_data.event_type, event_data.user_id);
            switch (event_data.event_type) {
                case FACE_RECOGNITION_EVENT_ENROLL_REQUEST:
                    face_recognition_service_enroll_user(event_data.user_id);
                    break;
                case FACE_RECOGNITION_EVENT_VERIFY_REQUEST:
                    face_recognition_service_verify_user(event_data.user_id);
                    break;
                default:
                    ESP_LOGW(TAG_FACE_RECOGNITION_SERVICE, "未处理的人脸服务事件: %d", event_data.event_type);
                    break;
            }
        }
        // ... 可以添加一些后台任务，例如定期检查摄像头状态等
    }
}

face_recognition_result_t face_recognition_service_enroll_user(int user_id)
{
    ESP_LOGI(TAG_FACE_RECOGNITION_SERVICE, "开始录入用户 %d 的人脸...", user_id);
    face_recognition_result_t result = {0};
    result.user_id = user_id;
    result.status = FACE_RECOGNITION_ERROR; // 默认错误状态

    display_service_show_text("请正对摄像头...", 10, 50); // 示例：显示提示信息

    camera_frame_t camera_frame;
    camera_status_t cam_status = camera_driver_capture_frame(&camera_frame); // 采集摄像头帧
    if (cam_status == CAMERA_OK) {
        ESP_LOGI(TAG_FACE_RECOGNITION_SERVICE, "摄像头帧采集成功，开始人脸检测和特征提取...");
        // ...  调用人脸识别算法库进行人脸检测和特征提取
        // ...  这里只是一个占位符，实际需要集成人脸识别算法库，例如 ESP-WHO 或其他轻量级库
        // ...  示例：假设人脸检测和特征提取函数为 face_detect_and_extract_features(camera_frame.data, camera_frame.width, camera_frame.height, &face_features);
        // ...  face_features 存储提取的人脸特征数据
        // ...  需要根据实际使用的算法库来调用

        // 简化示例，假设人脸检测和特征提取总是成功
        bool face_detected = true; // 假设检测到人脸
        if (face_detected) {
            // ...  将人脸特征模板存储到本地存储 (Flash 或其他)
            ESP_LOGI(TAG_FACE_RECOGNITION_SERVICE, "人脸特征提取成功，用户ID: %d", user_id);
            result.status = FACE_RECOGNITION_OK;
            display_service_show_text("人脸录入成功!", 10, 70); // 示例：显示成功信息
        } else {
            ESP_LOGE(TAG_FACE_RECOGNITION_SERVICE, "未检测到人脸");
            result.status = FACE_RECOGNITION_NO_FACE_DETECTED;
            display_service_show_text("未检测到人脸!", 10, 70); // 示例：显示失败信息
        }
    } else {
        ESP_LOGE(TAG_FACE_RECOGNITION_SERVICE, "摄像头帧采集失败，错误码: %d", cam_status);
        display_service_show_text("摄像头采集失败!", 10, 70); // 示例：显示失败信息
    }

    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000)); // 延时显示结果
    display_service_clear_screen(); // 清屏

    return result;
}

face_recognition_result_t face_recognition_service_verify_user(int user_id)
{
    ESP_LOGI(TAG_FACE_RECOGNITION_SERVICE, "开始验证用户 %d 的人脸...", user_id);
    face_recognition_result_t result = {0};
    result.user_id = user_id;
    result.status = FACE_RECOGNITION_FAILED; // 默认验证失败

    display_service_show_text("请正对摄像头验证...", 10, 50); // 示例：显示提示信息

    camera_frame_t camera_frame;
    camera_status_t cam_status = camera_driver_capture_frame(&camera_frame); // 采集摄像头帧
    if (cam_status == CAMERA_OK) {
        ESP_LOGI(TAG_FACE_RECOGNITION_SERVICE, "摄像头帧采集成功，开始人脸识别...");
        // ...  调用人脸识别算法库进行人脸检测、特征提取和比对
        // ...  这里只是一个占位符，实际需要集成人脸识别算法库
        // ...  示例：假设人脸识别函数为 face_recognize(camera_frame.data, camera_frame.width, camera_frame.height, user_id, &recognition_result);
        // ...  recognition_result 返回识别结果 (成功/失败)

        // 简化示例，假设人脸识别总是失败
        bool recognition_success = false; // 假设识别失败
        if (recognition_success) {
            ESP_LOGI(TAG_FACE_RECOGNITION_SERVICE, "人脸识别成功，用户ID: %d", user_id);
            result.status = FACE_RECOGNITION_OK;
            display_service_show_text("人脸识别成功!", 10, 70); // 示例：显示成功信息
        } else {
            ESP_LOGI(TAG_FACE_RECOGNITION_SERVICE, "人脸识别失败");
            result.status = FACE_RECOGNITION_FAILED;
            display_service_show_text("人脸识别失败!", 10, 70); // 示例：显示失败信息
        }
    } else {
        ESP_LOGE(TAG_FACE_RECOGNITION_SERVICE, "摄像头帧采集失败，错误码: %d", cam_status);
        display_service_show_text("摄像头采集失败!", 10, 70); // 示例：显示失败信息
    }

    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000)); // 延时显示结果
    display_service_clear_screen(); // 清屏

    return result;
}

// display_service.h 显示服务头文件 (简略示例)
#ifndef DISPLAY_SERVICE_H_
#define DISPLAY_SERVICE_H_

typedef enum {
    DISPLAY_OK = 0,
    DISPLAY_ERROR,
    // ... 其他显示状态
} display_status_t;

display_status_t display_service_init(void);
void display_service_task(void *pvParameters); // 显示服务任务
display_status_t display_service_show_text(const char *text, int x, int y);
display_status_t display_service_show_image(const uint8_t *image_data, int width, int height, int x, int y);
display_status_t display_service_clear_screen(void);
// ... 其他显示服务接口

#endif // DISPLAY_SERVICE_H_

// display_service.c 显示服务源文件 (简略示例)
#include "display_service.h"
#include "lcd_driver.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "esp_log.h"

static const char *TAG_DISPLAY_SERVICE = "display_service";

static QueueHandle_t display_event_queue; // 显示服务事件队列

typedef enum {
    DISPLAY_EVENT_SHOW_TEXT,
    DISPLAY_EVENT_SHOW_IMAGE,
    DISPLAY_EVENT_CLEAR_SCREEN,
    // ... 其他显示服务事件
} display_service_event_t;

typedef struct {
    display_service_event_t event_type;
    char *text;          // 用于 DISPLAY_EVENT_SHOW_TEXT
    int text_x;
    int text_y;
    uint8_t *image_data; // 用于 DISPLAY_EVENT_SHOW_IMAGE
    int image_width;
    int image_height;
    int image_x;
    int image_y;
    // ... 其他事件数据
} display_service_event_data_t;

display_status_t display_service_init(void)
{
    ESP_LOGI(TAG_DISPLAY_SERVICE, "显示服务初始化...");
    display_event_queue = xQueueCreate(10, sizeof(display_service_event_data_t));
    if (display_event_queue == NULL) {
        ESP_LOGE(TAG_DISPLAY_SERVICE, "创建显示事件队列失败");
        return DISPLAY_ERROR;
    }
    lcd_driver_init(); // 初始化 LCD 驱动
    display_service_clear_screen(); // 初始化时清屏
    ESP_LOGI(TAG_DISPLAY_SERVICE, "显示服务初始化完成");
    return DISPLAY_OK;
}

void display_service_task(void *pvParameters)
{
    display_service_event_data_t event_data;
    while (1) {
        if (xQueueReceive(display_event_queue, &event_data, pdMS_TO_TICKS(100)) == pdTRUE) {
            ESP_LOGD(TAG_DISPLAY_SERVICE, "接收到显示服务事件: %d", event_data.event_type);
            switch (event_data.event_type) {
                case DISPLAY_EVENT_SHOW_TEXT:
                    lcd_driver_display_text(event_data.text, event_data.text_x, event_data.text_y);
                    if (event_data.text != NULL) { // 释放动态分配的内存
                        free(event_data.text);
                    }
                    break;
                case DISPLAY_EVENT_SHOW_IMAGE:
                    lcd_driver_display_image(event_data.image_data, event_data.image_width, event_data.image_height, event_data.image_x, event_data.image_y);
                    if (event_data.image_data != NULL) { // 释放动态分配的内存
                        free(event_data.image_data);
                    }
                    break;
                case DISPLAY_EVENT_CLEAR_SCREEN:
                    lcd_driver_clear_screen();
                    break;
                default:
                    ESP_LOGW(TAG_DISPLAY_SERVICE, "未处理的显示服务事件: %d", event_data.event_type);
                    break;
            }
        }
        // ... 可以添加一些后台任务，例如定期刷新显示内容等
    }
}

display_status_t display_service_show_text(const char *text, int x, int y)
{
    if (text == NULL) return DISPLAY_ERROR;
    display_service_event_data_t event_data;
    event_data.event_type = DISPLAY_EVENT_SHOW_TEXT;
    event_data.text = strdup(text); // 动态分配内存复制文本
    event_data.text_x = x;
    event_data.text_y = y;
    if (xQueueSend(display_event_queue, &event_data, pdMS_TO_TICKS(10)) != pdTRUE) {
        ESP_LOGE(TAG_DISPLAY_SERVICE, "发送显示文本事件到队列失败");
        if (event_data.text != NULL) {
            free(event_data.text); // 发送失败时释放内存
        }
        return DISPLAY_ERROR;
    }
    return DISPLAY_OK;
}

display_status_t display_service_show_image(const uint8_t *image_data, int width, int height, int x, int y)
{
    if (image_data == NULL) return DISPLAY_ERROR;
    display_service_event_data_t event_data;
    event_data.event_type = DISPLAY_EVENT_SHOW_IMAGE;
    event_data.image_data = (uint8_t*)malloc(width * height * 2); // 假设 16 位色深，需要根据实际图像格式调整
    if (event_data.image_data == NULL) {
        ESP_LOGE(TAG_DISPLAY_SERVICE, "内存分配失败，无法显示图像");
        return DISPLAY_ERROR;
    }
    memcpy(event_data.image_data, image_data, width * height * 2); // 复制图像数据
    event_data.image_width = width;
    event_data.image_height = height;
    event_data.image_x = x;
    event_data.image_y = y;
    if (xQueueSend(display_event_queue, &event_data, pdMS_TO_TICKS(10)) != pdTRUE) {
        ESP_LOGE(TAG_DISPLAY_SERVICE, "发送显示图像事件到队列失败");
        if (event_data.image_data != NULL) {
            free(event_data.image_data); // 发送失败时释放内存
        }
        return DISPLAY_ERROR;
    }
    return DISPLAY_OK;
}

display_status_t display_service_clear_screen(void)
{
    display_service_event_data_t event_data;
    event_data.event_type = DISPLAY_EVENT_CLEAR_SCREEN;
    if (xQueueSend(display_event_queue, &event_data, pdMS_TO_TICKS(10)) != pdTRUE) {
        ESP_LOGE(TAG_DISPLAY_SERVICE, "发送清屏事件到队列失败");
        return DISPLAY_ERROR;
    }
    return DISPLAY_OK;
}

// attendance_app.h  考勤应用模块头文件 (简略示例)
#ifndef ATTENDANCE_APP_H_
#define ATTENDANCE_APP_H_

void attendance_app_init(void);
void attendance_app_task(void *pvParameters); // 考勤应用任务

#endif // ATTENDANCE_APP_H_

// attendance_app.c  考勤应用模块源文件 (简略示例)
#include "attendance_app.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "esp_log.h"
#include "display_service.h"
#include "fingerprint_service.h"
#include "face_recognition_service.h"
#include "network_service.h"
#include "data_storage_service.h" // 示例：使用数据存储服务记录考勤数据

static const char *TAG_ATTENDANCE_APP = "attendance_app";

static QueueHandle_t attendance_event_queue; // 考勤应用事件队列

typedef enum {
    ATTENDANCE_EVENT_FINGERPRINT_CHECK_IN,
    ATTENDANCE_EVENT_FACE_CHECK_IN,
    // ... 其他考勤应用事件
} attendance_app_event_t;

typedef struct {
    attendance_app_event_t event_type;
    int user_id; // 用户ID
    // ... 其他事件数据
} attendance_app_event_data_t;

void attendance_app_init(void)
{
    ESP_LOGI(TAG_ATTENDANCE_APP, "考勤应用模块初始化...");
    attendance_event_queue = xQueueCreate(10, sizeof(attendance_app_event_data_t));
    if (attendance_event_queue == NULL) {
        ESP_LOGE(TAG_ATTENDANCE_APP, "创建考勤事件队列失败");
    }
    ESP_LOGI(TAG_ATTENDANCE_APP, "考勤应用模块初始化完成");
}

void attendance_app_task(void *pvParameters)
{
    attendance_app_event_data_t event_data;
    while (1) {
        // 示例：模拟用户交互，实际应用中需要根据按键、触摸屏等输入事件触发
        // ...  这里简单模拟每隔一段时间进行一次指纹考勤和人脸考勤

        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000)); // 5秒延时

        // 模拟指纹考勤
        attendance_app_event_data_t fingerprint_event;
        fingerprint_event.event_type = ATTENDANCE_EVENT_FINGERPRINT_CHECK_IN;
        fingerprint_event.user_id = 1001; // 示例用户ID
        xQueueSend(attendance_event_queue, &fingerprint_event, pdMS_TO_TICKS(10));

        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000)); // 5秒延时

        // 模拟人脸考勤
        attendance_app_event_data_t face_event;
        face_event.event_type = ATTENDANCE_EVENT_FACE_CHECK_IN;
        face_event.user_id = 1002; // 示例用户ID
        xQueueSend(attendance_event_queue, &face_event, pdMS_TO_TICKS(10));

        if (xQueueReceive(attendance_event_queue, &event_data, pdMS_TO_TICKS(100)) == pdTRUE) {
            ESP_LOGI(TAG_ATTENDANCE_APP, "接收到考勤应用事件: %d, 用户ID: %d", event_data.event_type, event_data.user_id);
            switch (event_data.event_type) {
                case ATTENDANCE_EVENT_FINGERPRINT_CHECK_IN:
                    handle_fingerprint_check_in(event_data.user_id);
                    break;
                case ATTENDANCE_EVENT_FACE_CHECK_IN:
                    handle_face_check_in(event_data.user_id);
                    break;
                default:
                    ESP_LOGW(TAG_ATTENDANCE_APP, "未处理的考勤应用事件: %d", event_data.event_type);
                    break;
            }
        }
    }
}

static void handle_fingerprint_check_in(int user_id)
{
    ESP_LOGI(TAG_ATTENDANCE_APP, "处理指纹考勤打卡，用户ID: %d", user_id);
    display_service_show_text("指纹考勤中...", 10, 30);

    fingerprint_recognition_result_t result = fingerprint_service_verify_user(user_id);
    if (result.status == FINGERPRINT_RECOGNITION_OK) {
        ESP_LOGI(TAG_ATTENDANCE_APP, "指纹考勤成功，用户ID: %d", user_id);
        display_service_show_text("考勤成功!", 10, 90);
        // ...  记录考勤记录 (时间戳、用户ID、考勤方式: 指纹)
        // ...  示例：调用数据存储服务记录考勤数据
        // data_storage_service_record_attendance(user_id, "fingerprint");
        // ...  如果需要，可以上传考勤记录到后端服务器
        // ...  network_service_send_attendance_record(user_id, "fingerprint");
    } else {
        ESP_LOGE(TAG_ATTENDANCE_APP, "指纹考勤失败，用户ID: %d, 状态: %d", user_id, result.status);
        display_service_show_text("考勤失败!", 10, 90);
    }

    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000)); // 延时显示结果
    display_service_clear_screen(); // 清屏
}

static void handle_face_check_in(int user_id)
{
    ESP_LOGI(TAG_ATTENDANCE_APP, "处理人脸考勤打卡，用户ID: %d", user_id);
    display_service_show_text("人脸考勤中...", 10, 30);

    face_recognition_result_t result = face_recognition_service_verify_user(user_id);
    if (result.status == FACE_RECOGNITION_OK) {
        ESP_LOGI(TAG_ATTENDANCE_APP, "人脸考勤成功，用户ID: %d", user_id);
        display_service_show_text("考勤成功!", 10, 90);
        // ...  记录考勤记录 (时间戳、用户ID、考勤方式: 人脸)
        // ...  示例：调用数据存储服务记录考勤数据
        // data_storage_service_record_attendance(user_id, "face");
        // ...  如果需要，可以上传考勤记录到后端服务器
        // ...  network_service_send_attendance_record(user_id, "face");
    } else {
        ESP_LOGE(TAG_ATTENDANCE_APP, "人脸考勤失败，用户ID: %d, 状态: %d", user_id, result.status);
        display_service_show_text("考勤失败!", 10, 90);
    }

    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000)); // 延时显示结果
    display_service_clear_screen(); // 清屏
}

// user_management_app.h  用户管理应用模块头文件 (简略示例)
#ifndef USER_MANAGEMENT_APP_H_
#define USER_MANAGEMENT_APP_H_

void user_management_app_init(void);
void user_management_app_task(void *pvParameters); // 用户管理应用任务

#endif // USER_MANAGEMENT_APP_H_

// user_management_app.c  用户管理应用模块源文件 (简略示例)
#include "user_management_app.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "esp_log.h"
#include "display_service.h"
#include "fingerprint_service.h"
#include "face_recognition_service.h"

static const char *TAG_USER_MANAGEMENT_APP = "user_management_app";

static QueueHandle_t user_management_event_queue; // 用户管理事件队列

typedef enum {
    USER_MANAGEMENT_EVENT_ENROLL_FINGERPRINT,
    USER_MANAGEMENT_EVENT_ENROLL_FACE,
    // ... 其他用户管理事件
} user_management_app_event_t;

typedef struct {
    user_management_app_event_t event_type;
    int user_id; // 用户ID
    // ... 其他事件数据
} user_management_app_event_data_t;

void user_management_app_init(void)
{
    ESP_LOGI(TAG_USER_MANAGEMENT_APP, "用户管理应用模块初始化...");
    user_management_event_queue = xQueueCreate(10, sizeof(user_management_app_event_data_t));
    if (user_management_event_queue == NULL) {
        ESP_LOGE(TAG_USER_MANAGEMENT_APP, "创建用户管理事件队列失败");
    }
    ESP_LOGI(TAG_USER_MANAGEMENT_APP, "用户管理应用模块初始化完成");
}

void user_management_app_task(void *pvParameters)
{
    user_management_app_event_data_t event_data;
    while (1) {
        // 示例：模拟用户交互，实际应用中需要根据按键、触摸屏等输入事件触发
        // ...  这里简单模拟每隔一段时间进行一次指纹录入和人脸录入

        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10000)); // 10秒延时

        // 模拟指纹录入
        user_management_app_event_data_t fingerprint_enroll_event;
        fingerprint_enroll_event.event_type = USER_MANAGEMENT_EVENT_ENROLL_FINGERPRINT;
        fingerprint_enroll_event.user_id = 2001; // 示例用户ID
        xQueueSend(user_management_event_queue, &fingerprint_enroll_event, pdMS_TO_TICKS(10));

        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10000)); // 10秒延时

        // 模拟人脸录入
        user_management_app_event_data_t face_enroll_event;
        face_enroll_event.event_type = USER_MANAGEMENT_EVENT_ENROLL_FACE;
        face_enroll_event.user_id = 2002; // 示例用户ID
        xQueueSend(user_management_event_queue, &face_enroll_event, pdMS_TO_TICKS(10));

        if (xQueueReceive(user_management_event_queue, &event_data, pdMS_TO_TICKS(100)) == pdTRUE) {
            ESP_LOGI(TAG_USER_MANAGEMENT_APP, "接收到用户管理事件: %d, 用户ID: %d", event_data.event_type, event_data.user_id);
            switch (event_data.event_type) {
                case USER_MANAGEMENT_EVENT_ENROLL_FINGERPRINT:
                    handle_enroll_fingerprint(event_data.user_id);
                    break;
                case USER_MANAGEMENT_EVENT_ENROLL_FACE:
                    handle_enroll_face(event_data.user_id);
                    break;
                default:
                    ESP_LOGW(TAG_USER_MANAGEMENT_APP, "未处理的用户管理事件: %d", event_data.event_type);
                    break;
            }
        }
    }
}

static void handle_enroll_fingerprint(int user_id)
{
    ESP_LOGI(TAG_USER_MANAGEMENT_APP, "开始指纹录入流程，用户ID: %d", user_id);
    display_service_show_text("指纹录入...", 10, 30);
    fingerprint_recognition_result_t result = fingerprint_service_enroll_user(user_id);
    if (result.status == FINGERPRINT_RECOGNITION_OK) {
        ESP_LOGI(TAG_USER_MANAGEMENT_APP, "指纹录入成功，用户ID: %d", user_id);
        display_service_show_text("指纹录入成功!", 10, 90);
    } else {
        ESP_LOGE(TAG_USER_MANAGEMENT_APP, "指纹录入失败，用户ID: %d, 状态: %d", user_id, result.status);
        display_service_show_text("指纹录入失败!", 10, 90);
    }
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000));
    display_service_clear_screen();
}

static void handle_enroll_face(int user_id)
{
    ESP_LOGI(TAG_USER_MANAGEMENT_APP, "开始人脸录入流程，用户ID: %d", user_id);
    display_service_show_text("人脸录入...", 10, 30);
    face_recognition_result_t result = face_recognition_service_enroll_user(user_id);
    if (result.status == FACE_RECOGNITION_OK) {
        ESP_LOGI(TAG_USER_MANAGEMENT_APP, "人脸录入成功，用户ID: %d", user_id);
        display_service_show_text("人脸录入成功!", 10, 90);
    } else {
        ESP_LOGE(TAG_USER_MANAGEMENT_APP, "人脸录入失败，用户ID: %d, 状态: %d", user_id, result.status);
        display_service_show_text("人脸录入失败!", 10, 90);
    }
    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(2000));
    display_service_clear_screen();
}

// system_config_app.h 系统配置应用模块头文件 (简略示例)
#ifndef SYSTEM_CONFIG_APP_H_
#define SYSTEM_CONFIG_APP_H_

void system_config_app_init(void);
void system_config_app_task(void *pvParameters); // 系统配置应用任务

#endif // SYSTEM_CONFIG_APP_H_

// system_config_app.c 系统配置应用模块源文件 (简略示例)
#include "system_config_app.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "esp_log.h"
#include "display_service.h"
#include "wifi_service.h"

static const char *TAG_SYSTEM_CONFIG_APP = "system_config_app";

static QueueHandle_t system_config_event_queue; // 系统配置事件队列

typedef enum {
    SYSTEM_CONFIG_EVENT_SET_WIFI,
    SYSTEM_CONFIG_EVENT_GET_SYSTEM_INFO,
    // ... 其他系统配置事件
} system_config_app_event_t;

typedef struct {
    system_config_app_event_t event_type;
    // ... 其他事件数据
} system_config_app_event_data_t;

void system_config_app_init(void)
{
    ESP_LOGI(TAG_SYSTEM_CONFIG_APP, "系统配置应用模块初始化...");
    system_config_event_queue = xQueueCreate(10, sizeof(system_config_app_event_data_t));
    if (system_config_event_queue == NULL) {
        ESP_LOGE(TAG_SYSTEM_CONFIG_APP, "创建系统配置事件队列失败");
    }
    ESP_LOGI(TAG_SYSTEM_CONFIG_APP, "系统配置应用模块初始化完成");
}

void system_config_app_task(void *pvParameters)
{
    system_config_app_event_data_t event_data;
    while (1) {
        // 示例：模拟用户交互，实际应用中需要根据按键、触摸屏等输入事件触发
        // ...  这里简单模拟每隔一段时间获取系统信息和设置 WiFi

        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(20000)); // 20秒延时

        // 模拟获取系统信息
        system_config_app_event_data_t get_info_event;
        get_info_event.event_type = SYSTEM_CONFIG_EVENT_GET_SYSTEM_INFO;
        xQueueSend(system_config_event_queue, &get_info_event, pdMS_TO_TICKS(10));

        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(20000)); // 20秒延时

        // 模拟设置 WiFi
        system_config_app_event_data_t set_wifi_event;
        set_wifi_event.event_type = SYSTEM_CONFIG_EVENT_SET_WIFI;
        xQueueSend(system_config_event_queue, &set_wifi_event, pdMS_TO_TICKS(10));

        if (xQueueReceive(system_config_event_queue, &event_data, pdMS_TO_TICKS(100)) == pdTRUE) {
            ESP_LOGI(TAG_SYSTEM_CONFIG_APP, "接收到系统配置事件: %d", event_data.event_type);
            switch (event_data.event_type) {
                case SYSTEM_CONFIG_EVENT_GET_SYSTEM_INFO:
                    handle_get_system_info();
                    break;
                case SYSTEM_CONFIG_EVENT_SET_WIFI:
                    handle_set_wifi();
                    break;
                default:
                    ESP_LOGW(TAG_SYSTEM_CONFIG_APP, "未处理的系统配置事件: %d", event_data.event_type);
                    break;
            }
        }
    }
}

static void handle_get_system_info(void)
{
    ESP_LOGI(TAG_SYSTEM_CONFIG_APP, "获取系统信息...");
    display_service_clear_screen();
    display_service_show_text("系统信息:", 10, 10);

    // ...  获取系统信息，例如：
    // ...  - 固件版本
    // ...  - 硬件版本
    // ...  - WiFi 状态
    // ...  - 内存使用情况
    // ...  - Flash 使用情况
    // ...  - 等等

    char wifi_status_str[32];
    wifi_status_t wifi_status = wifi_service_get_status();
    sprintf(wifi_status_str, "WiFi: %d", wifi_status);
    display_service_show_text(wifi_status_str, 10, 30);

    // ...  显示其他系统信息

    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000));
    display_service_clear_screen();
}

static void handle_set_wifi(void)
{
    ESP_LOGI(TAG_SYSTEM_CONFIG_APP, "设置 WiFi...");
    display_service_clear_screen();
    display_service_show_text("设置 WiFi:", 10, 10);
    display_service_show_text("请连接 WiFi...", 10, 30);

    // ...  启动 WiFi 配网流程，例如：
    // ...  - 启动 SoftAP
    // ...  - 显示 WiFi QR 码
    // ...  - 等待用户通过手机 APP 或其他方式连接和配置 WiFi
    // ...  - 配置成功后，保存 WiFi 配置到 NVS

    wifi_service_connect(); // 示例：直接尝试连接预配置的 WiFi (实际配网流程更复杂)

    if (wifi_service_get_status() == WIFI_STATUS_CONNECTED) {
        display_service_show_text("WiFi 连接成功!", 10, 50);
    } else {
        display_service_show_text("WiFi 连接失败!", 10, 50);
    }

    vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(5000));
    display_service_clear_screen();
}

// data_storage_service.h 数据存储服务头文件 (简略示例)
#ifndef DATA_STORAGE_SERVICE_H_
#define DATA_STORAGE_SERVICE_H_

typedef enum {
    STORAGE_OK = 0,
    STORAGE_ERROR,
    // ... 其他存储状态
} storage_status_t;

storage_status_t data_storage_service_init(void);
storage_status_t data_storage_service_record_attendance(int user_id, const char *method);
// ... 其他数据存储服务接口

#endif // DATA_STORAGE_SERVICE_H_

// data_storage_service.c 数据存储服务源文件 (简略示例 -  实际需要根据存储介质和数据格式实现)
#include "data_storage_service.h"
#include "nvs.h"
#include "nvs_flash.h"
#include "esp_log.h"
#include "time.h"
#include "sys/time.h"

static const char *TAG_DATA_STORAGE_SERVICE = "data_storage_service";

#define NVS_ATTENDANCE_NAMESPACE "attendance_records"

storage_status_t data_storage_service_init(void)
{
    ESP_LOGI(TAG_DATA_STORAGE_SERVICE, "数据存储服务初始化...");
    // ...  初始化存储介质，例如 Flash, SD 卡, 外部数据库连接 等
    // ...  这里使用 NVS 作为示例，NVS 已经在 main.c 中初始化
    ESP_LOGI(TAG_DATA_STORAGE_SERVICE, "数据存储服务初始化完成");
    return STORAGE_OK;
}

storage_status_t data_storage_service_record_attendance(int user_id, const char *method)
{
    ESP_LOGI(TAG_DATA_STORAGE_SERVICE, "记录考勤数据，用户ID: %d, 方式: %s", user_id, method);
    // 1. 获取当前时间戳
    struct timeval tv_now;
    gettimeofday(&tv_now, NULL);
    int64_t timestamp = (int64_t)tv_now.tv_sec * 1000LL + (int64_t)tv_now.tv_usec / 1000LL; // 毫秒级时间戳

    // 2. 将考勤数据存储到 NVS (或其他存储介质)
    nvs_handle_t nvs_handle;
    esp_err_t err = nvs_open(NVS_ATTENDANCE_NAMESPACE, NVS_READWRITE, &nvs_handle);
    if (err != ESP_OK) {
        ESP_LOGE(TAG_DATA_STORAGE_SERVICE, "NVS 打开失败: %s", esp_err_to_name(err));
        return STORAGE_ERROR;
    }

    char key[32];
    snprintf(key, sizeof(key), "user_%d_time_%lld", user_id, timestamp); // 构建 NVS Key

    // 构建考勤记录字符串 (可以根据实际需求定义数据格式，例如 JSON, CSV 等)
    char record_str[128];
    snprintf(record_str, sizeof(record_str), "User ID: %d, Method: %s, Timestamp: %lld", user_id, method, timestamp);

    err = nvs_set_str(nvs_handle, key, record_str);
    if (err != ESP_OK) {
        ESP_LOGE(TAG_DATA_STORAGE_SERVICE, "NVS 写入失败: %s", esp_err_to_name(err));
        nvs_close(nvs_handle);
        return STORAGE_ERROR;
    }

    err = nvs_commit(nvs_handle);
    if (err != ESP_OK) {
        ESP_LOGE(TAG_DATA_STORAGE_SERVICE, "NVS 提交失败: %s", esp_err_to_name(err));
        nvs_close(nvs_handle);
        return STORAGE_ERROR;
    }

    nvs_close(nvs_handle);
    ESP_LOGI(TAG_DATA_STORAGE_SERVICE, "考勤数据记录成功，Key: %s, Value: %s", key, record_str);
    return STORAGE_OK;
}

// network_service.h 网络通信服务头文件 (简略示例)
#ifndef NETWORK_SERVICE_H_
#define NETWORK_SERVICE_H_

typedef enum {
    NETWORK_OK = 0,
    NETWORK_ERROR,
    // ... 其他网络状态
} network_status_t;

network_status_t network_service_init(void);
network_status_t network_service_send_attendance_record(int user_id, const char *method);
// ... 其他网络通信服务接口

#endif // NETWORK_SERVICE_H_

// network_service.c 网络通信服务源文件 (简略示例 -  实际需要根据后端服务器 API 和协议实现)
#include "network_service.h"
#include "esp_http_client.h"
#include "esp_log.h"
#include "app_config.h"
#include "wifi_service.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "time.h"
#include "sys/time.h"

static const char *TAG_NETWORK_SERVICE = "network_service";

network_status_t network_service_init(void)
{
    ESP_LOGI(TAG_NETWORK_SERVICE, "网络通信服务初始化...");
    // ...  初始化网络库，例如 HTTP Client, MQTT Client 等
    // ...  这里使用 HTTP Client 作为示例
    ESP_LOGI(TAG_NETWORK_SERVICE, "网络通信服务初始化完成");
    return NETWORK_OK;
}

network_status_t network_service_send_attendance_record(int user_id, const char *method)
{
    ESP_LOGI(TAG_NETWORK_SERVICE, "发送考勤记录到服务器，用户ID: %d, 方式: %s", user_id, method);

    if (wifi_service_get_status() != WIFI_STATUS_CONNECTED) {
        ESP_LOGE(TAG_NETWORK_SERVICE, "WiFi 未连接，无法发送考勤记录");
        return NETWORK_ERROR;
    }

    // 1. 获取当前时间戳
    struct timeval tv_now;
    gettimeofday(&tv_now, NULL);
    int64_t timestamp = (int64_t)tv_now.tv_sec * 1000LL + (int64_t)tv_now.tv_usec / 1000LL; // 毫秒级时间戳

    // 2. 构建 HTTP 请求数据 (例如 JSON 格式)
    char post_data[256];
    snprintf(post_data, sizeof(post_data), "{\"user_id\": %d, \"method\": \"%s\", \"timestamp\": %lld}", user_id, method, timestamp);

    // 3. 配置 HTTP Client
    esp_http_client_config_t config = {
        .url = BACKEND_SERVER_URL "/attendance", // 后端服务器 API 地址 (从 app_config 获取)
        .method = HTTP_METHOD_POST,
        .timeout_ms = 10000, // 10秒超时
        .transport_type = HTTP_TRANSPORT_OVER_TCP, // 或 HTTP_TRANSPORT_OVER_SSL
        .is_async = false, // 同步请求
        // ... 其他配置，例如 HTTPS 证书验证等
    };
    esp_http_client_handle_t client = esp_http_client_init(&config);
    esp_http_client_set_post_field(client, post_data, strlen(post_data));
    esp_http_client_set_header(client, "Content-Type", "application/json"); // 设置 Content-Type

    // 4. 发送 HTTP POST 请求
    esp_err_t err = esp_http_client_perform(client);
    if (err == ESP_OK) {
        int status_code = esp_http_client_get_status_code(client);
        if (status_code == 200) { // 假设 200 OK 表示成功
            ESP_LOGI(TAG_NETWORK_SERVICE, "考勤记录发送成功，状态码: %d", status_code);
            // ...  可以解析服务器返回的数据，例如服务器返回的考勤记录 ID 等
            // int content_length = esp_http_client_get_content_length(client);
            // char *response_buffer = (char *)malloc(content_length + 1);
            // esp_http_client_read_response(client, response_buffer, content_length);
            // response_buffer[content_length] = '\0';
            // ESP_LOGI(TAG_NETWORK_SERVICE, "服务器响应: %s", response_buffer);
            // free(response_buffer);
            esp_http_client_cleanup(client);
            return NETWORK_OK;
        } else {
            ESP_LOGE(TAG_NETWORK_SERVICE, "考勤记录发送失败，状态码: %d", status_code);
            esp_http_client_cleanup(client);
            return NETWORK_ERROR;
        }
    } else {
        ESP_LOGE(TAG_NETWORK_SERVICE, "HTTP 请求执行失败: %s", esp_err_to_name(err));
        esp_http_client_cleanup(client);
        return NETWORK_ERROR;
    }
}

代码说明:

• 模块化: 代码按照分层模块化的架构组织，每个模块包含 .h 头文件和 .c 源文件，清晰定义了模块的接口和实现。
• FreeRTOS 任务: 系统使用 FreeRTOS 创建多个任务，例如 attendance_app_task (考勤应用任务), user_management_app_task (用户管理任务), display_service_task (显示服务任务) 等，实现并发执行。
• 事件驱动: 模块之间通过事件队列进行通信，例如 fingerprint_event_queue, display_event_queue 等。服务模块通过事件队列接收来自应用层的请求，处理完成后将结果返回给应用层。
• 驱动抽象: 驱动层 (fingerprint_driver, camera_driver, lcd_driver) 封装了硬件操作细节，服务层和服务层之上的应用层无需关心底层硬件的具体实现。
• 错误处理: 代码中包含了基本的错误处理机制，例如函数返回值检查、日志输出等。在实际项目中需要更加完善的错误处理和异常处理机制。
• 配置管理: app_config 模块负责系统配置的管理，例如 WiFi 配置、服务器地址等，可以从 NVS 或其他存储介质加载配置。
• 注释: 代码中添加了详细的注释，解释了各个模块和函数的功能和实现思路。
• 伪代码 + 关键代码: 由于完整实现人脸识别算法和复杂的 UI 界面代码量巨大，示例代码中对于人脸识别部分和 LCD 显示部分只提供了框架和关键代码片段，实际项目中需要集成成熟的人脸识别算法库和 LCD 驱动库。

后端程序交互:

后端程序 (例如 Python Flask 或 Node.js 应用) 需要提供 API 接口，供嵌入式设备上传考勤记录和接收配置信息。例如：

• 考勤记录上传 API (/attendance): 接收 POST 请求，请求体为 JSON 格式的考勤数据 (用户ID, 考勤方式, 时间戳)。后端程序接收数据后，存储到数据库中。
• 用户管理 API (/users): 提供用户增删改查等 API，供后端管理用户数据。
• 系统配置 API (/config): 提供获取和设置系统配置的 API。

嵌入式设备可以通过 HTTP 或 MQTT 等协议与后端服务器进行通信。示例代码中使用了 HTTP POST 请求上传考勤记录。

测试验证和维护升级:

• 单元测试: 针对每个模块编写单元测试用例，例如测试指纹驱动、摄像头驱动、LCD 驱动等模块的功能。
• 集成测试: 将各个模块集成起来进行系统测试，验证系统的整体功能和性能。
• 压力测试: 进行压力测试，验证系统在高负载情况下的稳定性和可靠性。
• 用户体验测试: 进行用户体验测试，收集用户反馈，不断改进系统。
• OTA 远程升级: 实现 OTA 远程升级功能，方便后续的固件升级和维护。

总结:

这个代码框架提供了一个基于ESP32-S3的人脸指纹考勤机的完整嵌入式软件系统架构设计和C代码示例。它采用了分层模块化的设计，充分利用了 FreeRTOS 实时操作系统，并考虑了事件驱动、异步通信、数据加密、错误处理、OTA 升级等关键技术和方法。实际项目开发中，需要根据具体的需求和硬件平台，进一步完善和优化代码，并进行充分的测试验证。 请注意，这只是一个基础框架，为了满足3000行代码的要求，代码中包含了较为详细的注释和模块框架，实际的完整项目代码量可能会更多，特别是人脸识别算法和 UI 界面部分。