本项目实现一个智能夜灯，通过人体存在传感器自动检测周围环境是否有人活动。当检测到有人存在时，夜灯自动开启；当一段时间内未检测到人存在时，夜灯自动关闭。此外，系统还具备以下扩展功能：

关注微信公众号，提前获取相关推文

• MQTT远程监控与控制： 通过MQTT协议将传感器数据（是否有人存在）和灯光状态发布到云端服务器，并接收来自云端的控制指令（例如，手动开关灯、设置自动关灯延时）。
• 微信小程序交互： 开发微信小程序，用户可以通过小程序远程查看夜灯状态、手动控制开关灯、设置自动关灯延时等参数。

1. 需求分析

在项目初期，我们需要明确并详细分析用户需求，以便为后续的设计和开发奠定坚实的基础。对于智能夜灯项目，我们可以将需求分解为以下几个方面：

• 基本功能需求：
  • 人体存在检测： 使用人体存在传感器准确检测周围环境是否有人活动。
  • 自动开关灯： 当检测到有人存在时，自动点亮夜灯；当一段时间内未检测到人存在时，自动关闭夜灯。
  • 灯光控制： 控制夜灯的开启和关闭。
• 扩展功能需求：
  • MQTT通信： 支持MQTT协议，能够连接到MQTT服务器，发布传感器数据和灯光状态，并接收控制指令。
  • 远程监控： 用户可以通过云端平台或微信小程序远程查看夜灯状态。
  • 远程控制： 用户可以通过云端平台或微信小程序远程手动控制夜灯开关。
  • 参数配置： 支持设置自动关灯延时时间等参数。
• 性能需求：
  • 低功耗： 嵌入式系统通常对功耗有较高要求，智能夜灯应尽可能降低功耗，尤其是在夜间长时间待机状态下。
  • 响应速度： 灯光开启和关闭的响应速度要快，用户体验要好。
  • 稳定性： 系统需要稳定可靠运行，避免出现误判或死机等情况。
• 可靠性需求：
  • 传感器可靠性： 选用高可靠性的人体存在传感器，确保检测的准确性。
  • 系统稳定性： 软件系统设计要考虑各种异常情况，保证系统的稳定运行。
• 可扩展性需求：
  • 功能扩展： 系统架构应易于扩展，方便后续添加新的功能，例如光线感应自动调节亮度、定时开关灯等。
  • 硬件扩展： 硬件平台应具备一定的扩展性，例如预留接口方便添加其他传感器或执行器。

2. 系统架构设计

为了满足以上需求，并构建一个可靠、高效、可扩展的嵌入式系统平台，我们选择分层模块化架构。这种架构具有以下优点：

• 模块化设计： 将系统划分为多个独立的模块，每个模块负责特定的功能，降低了系统复杂性，提高了代码可读性和可维护性。
• 分层结构： 采用分层结构，将系统划分为不同的层次，每一层只与相邻层交互，降低了层与层之间的耦合度，提高了系统的可移植性和可复用性。
• 易于扩展： 模块化和分层结构使得系统易于扩展新的功能模块，只需添加新的模块并与现有模块进行适当的接口对接即可。
• 易于调试和维护： 模块化设计使得问题定位更加容易，可以针对特定模块进行调试和维护，降低了维护成本。

基于分层模块化架构，我们将智能夜灯系统划分为以下几个层次和模块：

2.1 硬件层

硬件层是系统的物理基础，包括以下主要硬件组件：

• 微控制器 (MCU)： 作为系统的核心处理器，负责运行软件程序，控制各个硬件模块，进行数据处理和逻辑控制。 例如，可以选择基于ARM Cortex-M系列的MCU，如STM32系列。
• 人体存在传感器： 用于检测周围环境是否有人活动。可以选择PIR（Passive Infrared，被动红外）传感器、毫米波雷达传感器或超声波传感器等。 本项目选择PIR传感器，因为其成本较低，功耗较低，且在室内环境检测人体存在效果较好。
• LED灯： 作为夜灯的光源。可以选择高亮度的LED灯珠，并配合驱动电路实现亮度控制。
• WiFi模块 (可选)： 用于实现MQTT通信和微信小程序交互。 可以选择ESP8266或ESP32等WiFi模块。
• 电源模块： 为整个系统供电。
• 外围电路： 包括传感器接口电路、LED驱动电路、WiFi模块接口电路、电源电路等。

2.2 驱动层 (HAL - Hardware Abstraction Layer)

驱动层位于硬件层之上，是对硬件层进行抽象和封装的一层。驱动层提供统一的接口供上层软件模块调用，屏蔽了底层硬件的差异性，提高了代码的可移植性。驱动层主要包括以下模块：

• GPIO 驱动： 控制MCU的GPIO (General Purpose Input/Output) 引脚，用于控制LED的开关、读取传感器状态等。
• 定时器驱动： 提供定时器功能，用于实现延时、定时任务等。
• 中断驱动： 处理来自硬件的中断信号，例如传感器状态变化中断、定时器中断等。
• UART 驱动 (可选)： 用于与WiFi模块进行串口通信。
• PWM 驱动 (可选)： 用于控制LED的亮度。
• SPI/I2C 驱动 (可选)： 如果传感器或WiFi模块使用SPI或I2C接口，则需要相应的驱动。

2.3 核心层 (Core Layer)

核心层是系统的核心逻辑层，负责实现系统的主要功能。核心层位于驱动层之上，调用驱动层提供的接口来操作硬件，并实现系统的业务逻辑。核心层主要包括以下模块：

• 传感器管理模块：
  • 初始化传感器驱动。
  • 读取传感器数据。
  • 进行数据处理和滤波 (如果需要)。
  • 判断是否有人存在。
• 灯光控制模块：
  • 控制LED灯的开启和关闭。
  • 实现灯光状态管理 (开/关状态)。
  • (可选) 实现灯光亮度调节。
• 定时器管理模块：
  • 提供定时器服务，用于实现自动关灯延时、心跳检测等定时任务。
  • 管理定时器事件。
• MQTT 通信模块 (可选)：
  • 初始化WiFi模块和MQTT客户端。
  • 连接MQTT服务器。
  • 发布传感器数据和灯光状态。
  • 订阅控制指令主题。
  • 处理接收到的控制指令。
• 配置管理模块 (可选)：
  • 存储和读取系统配置参数，例如自动关灯延时时间、MQTT服务器地址等。
  • 可以使用Flash存储或EEPROM等非易失性存储器。

2.4 应用层 (Application Layer)

应用层位于核心层之上，是系统的最高层，负责用户交互和系统整体控制。应用层主要包括以下模块：

• 主应用程序模块 (main.c)：
  • 系统初始化 (硬件初始化、驱动初始化、模块初始化)。
  • 创建和启动任务 (如果使用RTOS)。
  • 运行主循环，处理系统事件。
• 微信小程序接口模块 (可选)：
  • 提供与微信小程序交互的接口。
  • 处理来自微信小程序的控制指令。
  • 向微信小程序推送夜灯状态数据。

2.5 系统架构图

+---------------------+
|    应用层 (Application Layer)   |
+---------------------+
|  主应用程序模块 (main.c) |  微信小程序接口模块 (可选) |
+---------------------+
|    核心层 (Core Layer)        |
+---------------------+
| 传感器管理模块 | 灯光控制模块 | 定时器管理模块 | MQTT通信模块 (可选) | 配置管理模块 (可选) |
+---------------------+
|    驱动层 (HAL - Hardware Abstraction Layer)   |
+---------------------+
| GPIO驱动 | 定时器驱动 | 中断驱动 | UART驱动 (可选) | PWM驱动 (可选) | SPI/I2C驱动 (可选) |
+---------------------+
|    硬件层 (Hardware Layer)      |
+---------------------+
| 微控制器 (MCU) | 人体存在传感器 | LED灯 | WiFi模块 (可选) | 电源模块 | 外围电路 |
+---------------------+

3. 代码设计与C代码实现

下面我们将逐步实现各个模块的C代码，并详细解释代码的设计思路。为了代码的清晰性和可读性，我们将使用模块化的方式组织代码，每个模块对应一个.h头文件和一个.c源文件。

3.1 硬件定义 (hardware_config.h)

首先，我们定义硬件相关的配置信息，例如GPIO引脚定义、定时器配置等。

#ifndef HARDWARE_CONFIG_H
#define HARDWARE_CONFIG_H

// ** GPIO 引脚定义 **

// 人体存在传感器引脚 (假设连接到 GPIO Pin 0)
#define SENSOR_PIN        GPIO_PIN_0
#define SENSOR_GPIO_PORT  GPIOA

// LED 灯引脚 (假设连接到 GPIO Pin 1)
#define LED_PIN           GPIO_PIN_1
#define LED_GPIO_PORT     GPIOA

// ** 定时器配置 **
// 使用定时器 TIM2 (假设)
#define TIMER_INSTANCE    TIM2

// 自动关灯延时时间 (单位：秒)
#define AUTO_OFF_DELAY_SECONDS   30

// MQTT 相关配置 (如果启用 MQTT)
#ifdef ENABLE_MQTT
#define WIFI_SSID         "Your_WiFi_SSID"
#define WIFI_PASSWORD     "Your_WiFi_Password"
#define MQTT_SERVER_IP    "your_mqtt_server_ip"
#define MQTT_SERVER_PORT  1883
#define MQTT_CLIENT_ID    "smart_night_light_client"
#define MQTT_PUB_TOPIC    "smart_night_light/status"
#define MQTT_SUB_TOPIC    "smart_night_light/control"
#endif // ENABLE_MQTT

#endif // HARDWARE_CONFIG_H

3.2 GPIO 驱动 (gpio_driver.h 和 gpio_driver.c)

GPIO 驱动模块负责控制GPIO引脚的输入输出，并提供简单的GPIO操作接口。

gpio_driver.h:

#ifndef GPIO_DRIVER_H
#define GPIO_DRIVER_H

#include "stm32f4xx_hal.h" // 假设使用 STM32F4 系列 MCU，需要包含相应的 HAL 库头文件

// GPIO 初始化
void gpio_init(void);

// 设置 GPIO 输出高电平
void gpio_set_high(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

// 设置 GPIO 输出低电平
void gpio_set_low(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

// 读取 GPIO 输入电平
GPIO_PinState gpio_read(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

#endif // GPIO_DRIVER_H

gpio_driver.c:

#include "gpio_driver.h"
#include "hardware_config.h"

// GPIO 初始化
void gpio_init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    // 使能 GPIO 时钟 (假设传感器和 LED 灯连接到 GPIOA)
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    // ** 传感器引脚配置 **
    GPIO_InitStruct.Pin = SENSOR_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;       // 输入模式
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;     // 下拉电阻，默认低电平
    HAL_GPIO_Init(SENSOR_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);

    // ** LED 灯引脚配置 **
    GPIO_InitStruct.Pin = LED_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  // 推挽输出模式
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;        // 无上下拉电阻
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; // 低速
    HAL_GPIO_Init(LED_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);

    // 默认关闭 LED 灯
    gpio_set_low(LED_GPIO_PORT, LED_PIN);
}

// 设置 GPIO 输出高电平
void gpio_set_high(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) {
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOx, GPIO_Pin, GPIO_PIN_SET);
}

// 设置 GPIO 输出低电平
void gpio_set_low(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) {
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOx, GPIO_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}

// 读取 GPIO 输入电平
GPIO_PinState gpio_read(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin) {
    return HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx, GPIO_Pin);
}

3.3 定时器驱动 (timer_driver.h 和 timer_driver.c)

定时器驱动模块负责初始化定时器，并提供延时函数和定时器事件注册功能。

timer_driver.h:

#ifndef TIMER_DRIVER_H
#define TIMER_DRIVER_H

#include "stm32f4xx_hal.h" // 假设使用 STM32F4 系列 MCU

// 定时器初始化
void timer_init(void);

// 延时函数 (毫秒级)
void delay_ms(uint32_t ms);

// 启动定时器 (用于自动关灯延时)
void timer_start(uint32_t seconds);

// 停止定时器
void timer_stop(void);

// 获取定时器状态 (是否超时)
uint8_t timer_is_timeout(void);

// 清除定时器超时标志
void timer_clear_timeout(void);

#endif // TIMER_DRIVER_H

timer_driver.c:

#include "timer_driver.h"
#include "hardware_config.h"

static TIM_HandleTypeDef htim_base;
static volatile uint8_t timer_timeout_flag = 0;

// 定时器初始化
void timer_init(void) {
    __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE(); // 使能 TIM2 时钟 (假设使用 TIM2)

    htim_base.Instance = TIMER_INSTANCE;
    htim_base.Init.Prescaler = SystemCoreClock / 1000000 - 1; // 预分频，使得计数器时钟为 1MHz
    htim_base.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    htim_base.Init.Period = 0xFFFF; // 最大计数周期
    htim_base.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    htim_base.Init.RepetitionCounter = 0;
    htim_base.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
    HAL_TIM_Base_Init(&htim_base);

    HAL_TIM_Base_Start(&htim_base);
}

// 延时函数 (毫秒级)
void delay_ms(uint32_t ms) {
    uint32_t start_tick = __HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim_base);
    uint32_t delay_ticks = ms * 1000; // 1ms = 1000 ticks (1MHz 时钟)

    while ((__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim_base) - start_tick) < delay_ticks);
}

// 启动定时器 (用于自动关灯延时)
void timer_start(uint32_t seconds) {
    timer_stop(); // 先停止之前的定时器
    timer_timeout_flag = 0;
    htim_base.Instance->ARR = seconds * 1000000; // 设置自动重载值 (秒 * 1MHz)
    __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim_base, 0); // 清零计数器
    HAL_TIM_Base_Start(&htim_base);
}

// 停止定时器
void timer_stop(void) {
    HAL_TIM_Base_Stop(&htim_base);
    timer_timeout_flag = 1; // 停止定时器后立即设置为超时，避免意外触发关灯
}

// 获取定时器状态 (是否超时)
uint8_t timer_is_timeout(void) {
    if (timer_timeout_flag) {
        return 1; // 超时
    }
    if (__HAL_TIM_GET_FLAG(&htim_base, TIM_FLAG_UPDATE) != RESET) {
        __HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htim_base, TIM_FLAG_UPDATE); // 清除更新标志
        timer_timeout_flag = 1;
        return 1; // 超时
    }
    return 0; // 未超时
}

// 清除定时器超时标志
void timer_clear_timeout(void) {
    timer_timeout_flag = 0;
}

3.4 传感器管理模块 (sensor_manager.h 和 sensor_manager.c)

传感器管理模块负责读取传感器数据，并判断是否有人存在。

sensor_manager.h:

#ifndef SENSOR_MANAGER_H
#define SENSOR_MANAGER_H

// 传感器管理模块初始化
void sensor_manager_init(void);

// 获取人体存在状态 (1: 有人存在, 0: 无人存在)
uint8_t sensor_is_person_detected(void);

#endif // SENSOR_MANAGER_H

sensor_manager.c:

#include "sensor_manager.h"
#include "gpio_driver.h"
#include "hardware_config.h"
#include "stdio.h" // 用于调试打印

// 传感器管理模块初始化
void sensor_manager_init(void) {
    // 无需初始化，GPIO 初始化已完成传感器引脚配置
    printf("Sensor Manager Initialized\r\n");
}

// 获取人体存在状态 (1: 有人存在, 0: 无人存在)
uint8_t sensor_is_person_detected(void) {
    GPIO_PinState sensor_state = gpio_read(SENSOR_GPIO_PORT, SENSOR_PIN);

    if (sensor_state == GPIO_PIN_SET) {
        printf("Person Detected!\r\n"); // 调试打印
        return 1; // 有人存在
    } else {
        printf("No Person Detected\r\n"); // 调试打印
        return 0; // 无人存在
    }
}

3.5 灯光控制模块 (light_control.h 和 light_control.c)

灯光控制模块负责控制LED灯的开启和关闭。

light_control.h:

#ifndef LIGHT_CONTROL_H
#define LIGHT_CONTROL_H

// 灯光控制模块初始化
void light_control_init(void);

// 打开灯光
void light_on(void);

// 关闭灯光
void light_off(void);

// 获取灯光状态 (1: 开, 0: 关)
uint8_t light_get_status(void);

#endif // LIGHT_CONTROL_H

light_control.c:

#include "light_control.h"
#include "gpio_driver.h"
#include "hardware_config.h"
#include "stdio.h" // 用于调试打印

static uint8_t light_status = 0; // 0: 关, 1: 开

// 灯光控制模块初始化
void light_control_init(void) {
    // GPIO 初始化已完成 LED 灯引脚配置
    light_off(); // 初始状态关闭灯光
    printf("Light Control Initialized\r\n");
}

// 打开灯光
void light_on(void) {
    gpio_set_high(LED_GPIO_PORT, LED_PIN);
    light_status = 1;
    printf("Light ON\r\n"); // 调试打印
}

// 关闭灯光
void light_off(void) {
    gpio_set_low(LED_GPIO_PORT, LED_PIN);
    light_status = 0;
    printf("Light OFF\r\n"); // 调试打印
}

// 获取灯光状态 (1: 开, 0: 关)
uint8_t light_get_status(void) {
    return light_status;
}

3.6 主应用程序模块 (main.c)

主应用程序模块是系统的入口点，负责系统初始化、主循环和事件处理。

#include "main.h" // 如果需要，可以创建 main.h 文件
#include "gpio_driver.h"
#include "timer_driver.h"
#include "sensor_manager.h"
#include "light_control.h"
#include "stdio.h" // 用于调试打印

int main(void) {
    // ** 系统初始化 **
    HAL_Init(); // HAL 库初始化 (如果使用 HAL 库)

    gpio_init();        // GPIO 驱动初始化
    timer_init();       // 定时器驱动初始化
    sensor_manager_init(); // 传感器管理模块初始化
    light_control_init();  // 灯光控制模块初始化

    printf("System Initialized!\r\n");

    uint8_t person_detected = 0;
    uint8_t last_person_detected = 0;

    // ** 主循环 **
    while (1) {
        // 1. 读取传感器状态
        person_detected = sensor_is_person_detected();

        // 2. 判断人体存在状态变化
        if (person_detected != last_person_detected) {
            if (person_detected) {
                // 检测到有人存在
                light_on();          // 打开灯光
                timer_stop();       // 停止自动关灯定时器 (如果之前启动了)
                timer_clear_timeout(); // 清除超时标志
            } else {
                // 检测到无人存在
                timer_start(AUTO_OFF_DELAY_SECONDS); // 启动自动关灯定时器
            }
            last_person_detected = person_detected; // 更新上一次状态
        }

        // 3. 检查自动关灯定时器是否超时
        if (light_get_status() == 1 && timer_is_timeout()) {
            light_off(); // 关闭灯光
            timer_clear_timeout(); // 清除超时标志
        }

        // 4. 其他任务 (例如 MQTT 通信、微信小程序交互等，这里省略)

        delay_ms(100); // 延时 100ms，降低 CPU 占用率
    }
}

4. 扩展功能实现 (MQTT 和 微信小程序)

为了实现MQTT远程监控与控制以及微信小程序交互，我们需要添加以下模块：

• **WiFi 驱动 (wifi_driver.h 和 wifi_driver.c)**： 驱动WiFi模块，实现WiFi连接、数据发送接收等功能。 可以使用ESP-IDF或AT指令等方式驱动ESP8266/ESP32。
• **MQTT 模块 (mqtt_client.h 和 mqtt_client.c)**： 基于WiFi驱动，实现MQTT客户端功能，包括连接MQTT服务器、发布消息、订阅主题、处理接收到的消息等。 可以使用开源的MQTT客户端库，例如Paho MQTT Embedded C。
• 微信小程序接口模块 (wechat_app_interface.c)： 负责与微信小程序进行数据交互，可以使用HTTP协议或WebSocket协议等。 需要定义数据交互协议和接口。

代码框架示例 (仅框架，具体实现需要根据选用的WiFi模块和MQTT库进行编写):

wifi_driver.h:

#ifndef WIFI_DRIVER_H
#define WIFI_DRIVER_H

// WiFi 初始化
void wifi_init(void);

// 连接 WiFi 网络
uint8_t wifi_connect(const char* ssid, const char* password);

// 发送数据 (例如使用 UART 或 TCP/IP)
uint8_t wifi_send_data(const uint8_t* data, uint32_t len);

// 接收数据 (例如使用 UART 或 TCP/IP)
uint32_t wifi_receive_data(uint8_t* buffer, uint32_t max_len);

#endif // WIFI_DRIVER_H

mqtt_client.h:

#ifndef MQTT_CLIENT_H
#define MQTT_CLIENT_H

// MQTT 客户端初始化
void mqtt_client_init(void);

// 连接 MQTT 服务器
uint8_t mqtt_connect(const char* server_ip, uint16_t server_port, const char* client_id);

// 发布 MQTT 消息
uint8_t mqtt_publish(const char* topic, const char* payload);

// 订阅 MQTT 主题
uint8_t mqtt_subscribe(const char* topic);

// MQTT 消息处理回调函数类型
typedef void (*mqtt_message_callback_t)(const char* topic, const char* payload);

// 设置 MQTT 消息处理回调函数
void mqtt_set_message_callback(mqtt_message_callback_t callback);

// MQTT 循环处理 (接收消息等)
void mqtt_loop(void);

#endif // MQTT_CLIENT_H

在 main.c 中集成 MQTT 功能 (代码片段):

#ifdef ENABLE_MQTT
#include "wifi_driver.h"
#include "mqtt_client.h"

// MQTT 消息处理回调函数
void mqtt_message_handler(const char* topic, const char* payload) {
    printf("MQTT Message Received: Topic = %s, Payload = %s\r\n", topic, payload);

    if (strcmp(topic, MQTT_SUB_TOPIC) == 0) {
        if (strcmp(payload, "ON") == 0) {
            light_on();
        } else if (strcmp(payload, "OFF") == 0) {
            light_off();
        }
        // 可以添加更多控制指令处理，例如设置自动关灯延时
    }
}
#endif // ENABLE_MQTT

int main(void) {
    // ... (之前的初始化代码) ...

#ifdef ENABLE_MQTT
    wifi_init(); // WiFi 驱动初始化
    printf("Connecting to WiFi...\r\n");
    if (wifi_connect(WIFI_SSID, WIFI_PASSWORD) != 0) {
        printf("WiFi Connection Failed!\r\n");
        // 处理 WiFi 连接失败情况
    } else {
        printf("WiFi Connected!\r\n");

        mqtt_client_init(); // MQTT 客户端初始化
        mqtt_set_message_callback(mqtt_message_handler); // 设置 MQTT 消息处理回调函数

        printf("Connecting to MQTT Server...\r\n");
        if (mqtt_connect(MQTT_SERVER_IP, MQTT_SERVER_PORT, MQTT_CLIENT_ID) != 0) {
            printf("MQTT Connection Failed!\r\n");
            // 处理 MQTT 连接失败情况
        } else {
            printf("MQTT Connected!\r\n");
            mqtt_subscribe(MQTT_SUB_TOPIC); // 订阅控制指令主题
        }
    }
#endif // ENABLE_MQTT

    // ... (主循环代码) ...

        // 4. 其他任务 (例如 MQTT 通信、微信小程序交互等)
#ifdef ENABLE_MQTT
        mqtt_loop(); // MQTT 循环处理 (接收消息等)
#endif

        delay_ms(100);
    }
}

5. 测试验证

在完成代码编写后，需要进行全面的测试验证，确保系统的功能和性能符合需求。测试验证主要包括以下几个方面：

• 单元测试： 针对每个模块进行单独测试，例如测试GPIO驱动的输出控制、定时器驱动的延时精度、传感器管理模块的检测准确性等。
• 集成测试： 将各个模块集成起来进行测试，例如测试传感器检测到人后灯光是否能自动开启、无人时是否能自动关闭等。
• 系统测试： 对整个系统进行全面测试，包括基本功能测试、性能测试、可靠性测试、功耗测试等。
• 用户体验测试： 邀请用户进行实际使用体验，收集用户反馈，并进行改进。
• MQTT 功能测试 (如果启用)： 测试MQTT连接稳定性、消息发布和订阅功能、远程控制功能等。
• 微信小程序交互测试 (如果启用)： 测试微信小程序与夜灯的数据交互、远程控制功能等。

6. 维护升级

嵌入式系统的维护升级是一个持续的过程，需要考虑以下几个方面：

• 固件升级： 提供固件升级机制，方便用户或开发者更新系统软件，修复bug或添加新功能。 可以使用OTA (Over-The-Air) 升级或通过串口/USB等方式进行本地升级。
• Bug 修复： 及时修复用户反馈的bug，并发布新的固件版本。
• 功能扩展： 根据用户需求或市场需求，持续扩展系统功能，例如添加光线感应自动调节亮度、定时开关灯、智能联动等功能。
• 性能优化： 不断优化系统性能，例如降低功耗、提高响应速度、优化代码效率等。
• 安全加固： 对于联网设备，需要关注安全问题，例如防止恶意攻击、保护用户隐私等。

总结

以上详细介绍了智能夜灯嵌入式系统的设计与C代码实现，涵盖了需求分析、系统架构设计、代码模块化实现、扩展功能集成、测试验证和维护升级等环节。 该方案采用分层模块化架构，结合C语言编程，旨在构建一个可靠、高效、可扩展的嵌入式系统平台。 代码示例提供了基本框架和关键模块的实现思路，实际项目开发中需要根据具体的硬件平台和需求进行详细的编码和调试。