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ESP32-S3 吊坠设备固件，集成火山引擎 RTC 语音助手、蓝牙配网、 VEML7700 环境光传感器驱动及石头同频匹配交友功能。 VEML7700 驱动： - 基于 ESP-IDF i2c_master API 实现，复用项目 I2cDevice 基类 - 支持 ALS + White 双通道、自动量程、Vishay 非线性校正 - 3 次采样取中位数过滤偶发异常 石头同频匹配算法（双维度）： - 维度1：光谱比值 ALS/White（石头固有光学特征，不随光照强度变化） - 维度2：亮度等级（5级对数划分，排除极端环境差异） - 比值阈值 15%，实测同石头姿势变化波动 1.6%~9.6%，安全余量充足 Co-Authored-By: Claude Opus 4.6 (1M context) <noreply@anthropic.com>
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5.4 KiB
C++
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#ifndef VEML7700_H
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#define VEML7700_H
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#include "i2c_device.h"
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#include "esp_log.h"
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#include <cstdint>
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// VEML7700 I2C地址（7-bit）
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#define VEML7700_I2C_ADDR 0x10
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// VEML7700 寄存器地址（命令码）
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#define VEML7700_REG_ALS_CONF 0x00 // ALS配置寄存器
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#define VEML7700_REG_ALS_WH 0x01 // 高阈值窗口设置
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#define VEML7700_REG_ALS_WL 0x02 // 低阈值窗口设置
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#define VEML7700_REG_PSM 0x03 // 省电模式配置
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#define VEML7700_REG_ALS 0x04 // ALS数据输出寄存器
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#define VEML7700_REG_WHITE 0x05 // 白光通道数据输出寄存器
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#define VEML7700_REG_ALS_INT 0x06 // 中断状态寄存器
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// 增益设置（ALS_CONF[12:11]）
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typedef enum {
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VEML7700_GAIN_1 = 0x00, // 增益 x1
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VEML7700_GAIN_2 = 0x01, // 增益 x2
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VEML7700_GAIN_D8 = 0x02, // 增益 x(1/8)
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VEML7700_GAIN_D4 = 0x03, // 增益 x(1/4)
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} veml7700_gain_t;
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// 积分时间设置（ALS_CONF[9:6]）
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typedef enum {
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VEML7700_IT_25MS = 0x0C, // 25ms
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VEML7700_IT_50MS = 0x08, // 50ms
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VEML7700_IT_100MS = 0x00, // 100ms（默认）
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VEML7700_IT_200MS = 0x01, // 200ms
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VEML7700_IT_400MS = 0x02, // 400ms
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VEML7700_IT_800MS = 0x03, // 800ms
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} veml7700_it_t;
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// 持续保护次数设置（ALS_CONF[5:4]）
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typedef enum {
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VEML7700_PERS_1 = 0x00, // 1次
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VEML7700_PERS_2 = 0x01, // 2次
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||
VEML7700_PERS_4 = 0x02, // 4次
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VEML7700_PERS_8 = 0x03, // 8次
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} veml7700_pers_t;
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// 省电模式设置（PSM[2:1]）
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typedef enum {
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VEML7700_PSM_1 = 0x00, // 模式1（刷新700ms @ IT=100ms）
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VEML7700_PSM_2 = 0x01, // 模式2（刷新1100ms @ IT=100ms）
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||
VEML7700_PSM_3 = 0x02, // 模式3（刷新1800ms @ IT=100ms）
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||
VEML7700_PSM_4 = 0x03, // 模式4（刷新3400ms @ IT=100ms）
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} veml7700_psm_t;
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// VEML7700 读取数据结构
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typedef struct {
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uint16_t als_raw; // ALS原始计数值
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uint16_t white_raw; // 白光通道原始计数值
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float als_lux; // ALS计算后的Lux值
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float white_lux; // 白光通道计算后的Lux值
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} veml7700_data_t;
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// 自动量程测量结果（包含最终使用的增益和积分时间）
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typedef struct {
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float lux; // 校正后的Lux值
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uint16_t raw; // 最终原始计数值
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veml7700_gain_t gain; // 自动选择的增益
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veml7700_it_t it; // 自动选择的积分时间
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} veml7700_auto_data_t;
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class VEML7700 : public I2cDevice {
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public:
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VEML7700(i2c_master_bus_handle_t i2c_bus, uint8_t addr = VEML7700_I2C_ADDR);
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~VEML7700() = default;
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// 初始化传感器，配置默认参数
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esp_err_t Init();
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// 配置增益
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esp_err_t SetGain(veml7700_gain_t gain);
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veml7700_gain_t GetGain() const { return gain_; }
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// 配置积分时间
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esp_err_t SetIntegrationTime(veml7700_it_t it);
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||
veml7700_it_t GetIntegrationTime() const { return it_; }
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// 配置持续保护次数
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esp_err_t SetPersistence(veml7700_pers_t pers);
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// 省电模式
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esp_err_t SetPowerSaving(veml7700_psm_t mode, bool enable);
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// 中断使能/禁用
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esp_err_t SetInterruptEnable(bool enable);
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// 设置中断阈值
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esp_err_t SetThresholdHigh(uint16_t threshold);
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esp_err_t SetThresholdLow(uint16_t threshold);
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// 关机/唤醒
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esp_err_t Shutdown(bool sd);
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// 读取原始数据
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esp_err_t ReadALSRaw(uint16_t* raw);
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esp_err_t ReadWhiteRaw(uint16_t* raw);
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// 读取Lux值（带非线性校正）
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esp_err_t ReadALSLux(float* lux);
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esp_err_t ReadWhiteLux(float* lux);
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// 一次性读取所有数据
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esp_err_t ReadAll(veml7700_data_t* data);
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// 读取中断状态
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esp_err_t ReadInterruptStatus(bool* high_triggered, bool* low_triggered);
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// 获取当前配置下的采样等待时间（ms）
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uint32_t GetSampleDelayMs() const;
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// ---- 自动量程接口 ----
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// 自动调节增益和积分时间，在任意光照条件下获取最优测量结果
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// 强光下自动降低灵敏度避免溢出，弱光下自动提高灵敏度获得精度
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// 注意：此函数会修改当前增益和积分时间设置，且耗时较长（最长约5秒）
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esp_err_t ReadAutoALSLux(veml7700_auto_data_t* result);
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esp_err_t ReadAutoWhiteLux(veml7700_auto_data_t* result);
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// 自动量程一次性读取ALS和White双通道
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esp_err_t ReadAutoAll(veml7700_auto_data_t* als_result, veml7700_auto_data_t* white_result);
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private:
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veml7700_gain_t gain_;
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veml7700_it_t it_;
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veml7700_pers_t pers_;
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bool int_enable_;
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bool shutdown_;
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uint16_t als_conf_; // 缓存的ALS配置寄存器值
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// 16-bit 寄存器读写（VEML7700使用16-bit寄存器）
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esp_err_t WriteReg16(uint8_t cmd, uint16_t value);
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esp_err_t ReadReg16(uint8_t cmd, uint16_t* value);
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// 更新ALS配置寄存器
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esp_err_t UpdateALSConf();
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// 根据当前增益和积分时间计算分辨率
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float GetResolution() const;
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// 非线性校正（高Lux值时的多项式补偿）
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float CorrectLux(float lux) const;
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// 自动量程内部实现（通道类型由读取函数指针区分）
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typedef esp_err_t (VEML7700::*ReadRawFunc)(uint16_t* raw);
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esp_err_t AutoRangeMeasure(ReadRawFunc read_func, veml7700_auto_data_t* result);
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||
// 应用增益和积分时间并等待采样完成
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||
esp_err_t ApplyConfigAndWait(veml7700_gain_t gain, veml7700_it_t it);
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||
};
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||
#endif // VEML7700_H
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