ATOMS3用 Wi-SUN HATモニター子機プログラム

main.cpp

// M5Stack社のATOMS3をWi-SUN HAT用ESPNOW受信モニタ子機にするサンプルプログラム
// 2023.01.05 @rin_ofumi
//
// ESPNOWコードは「Lang-Ship」さんのESPNOWサンプルスケッチを参考にしています。
// https://lang-ship.com/blog/work/m5stickc-esp-now-1/
//
// ESPNOW受信データの処理は「がじぇっとろぐ」さんを参考にしてます。
// https://b.okadajp.org/2020/05/08/pinku-ji-xiao7seguledshirudoni/
// 
// PlatformIO IDE用のテンプレートは「さいとてつや」さんのを使っています。
// https://github.com/3110/m5stack-platformio-boilerplate-code
//
// 別途、下記のライブラリが必要となります。
// M5Unified （テスト時のVerは0.1.1）

#include <M5Unified.h>
#include <WiFi.h>
#include <esp_now.h>

WiFiClient client;
esp_now_peer_info_t slave;


// ユーザー毎のカスタマイズ項目（ここから ↓）
// YOUR-SSID と YOUR-PASSWORD をご自身のWiFi環境に合わせて修正して下さい。
const char* ssid = "YOUR-SSID";         // WiFiのSSID
const char* password = "YOUR-PASSWORD"; // WiFiのパスワード
const int npd_threshold = 2000;         // 電力使い過ぎ警告（赤文字）の閾値（単位[W]）
unsigned long disp_timeout = 30000;     // ESPNOW受信タイムアウトリミット（単位[ms]）超えると非表示になります。
// ユーザー毎のカスタマイズ項目（ここまで ↑）


// 以下、プログラム内で使用するグローバル変数
const char* npd_unit = "W";     // 瞬時電力の単位文字列[w]

int d_size_x;                   // LCDサイズ
int d_size_y;                   // LCDサイズ
const float f_size_x = 0.5;     // 値のフォントXサイズ倍率
const float f_size_y = 0.7;     // 値のフォントYサイズ倍率
const float f_u_size_x = 0.5;   // 単位のフォントXサイズ倍率
const float f_u_size_y = 0.6;   // 単位のフォントYサイズ倍率
const float f_s_size_x = 0.3;   // ステータスアイコンのフォントXサイズ倍率
const float f_s_size_y = 0.4;   // ステータスアイコンのフォントYサイズ倍率

boolean disp_update = false;    // true = 画面更新有り
boolean disp_off = false;       // 受信タイムアウト非表示フラグ（false:表示、true:非表示）
int disp_r = 0;                 // 画面回転（0 to 3）"0"がUSBコネクタが下にある向き

class Recv_data {               // ESPNOW受信データの格納用クラス定義
public:
    unsigned long recv_Time;    // 受信時刻キャッシュ（単位[ms]）
    String unit_Type;           // 機器種別（NPDの英数3文字）
    String val_Data;            // 受信データ
};

Recv_data r_d;                  // 受信データクラス宣言


// 送信コールバック関数
void OnDataSent(const uint8_t* mac_addr, esp_now_send_status_t status) {
    char macStr[18];
    snprintf(macStr, sizeof(macStr), "%02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X",
             mac_addr[0], mac_addr[1], mac_addr[2], mac_addr[3], mac_addr[4],
             mac_addr[5]);
    Serial.print("ESPNOW Sent to: ");
    Serial.println(macStr);
    Serial.print("ESPNOW Send Status: ");
    Serial.println(status == ESP_NOW_SEND_SUCCESS ? "Delivery Success"
                                                  : "Delivery Fail");
}

// 受信コールバック関数
void OnDataRecv(const uint8_t* mac_addr, const uint8_t* data, int data_len) {
    Serial.print(">>>Free Heap Size = ");
    Serial.println(esp_get_free_heap_size());

    char macStr[18];
    snprintf(macStr, sizeof(macStr), "%02X:%02X:%02X:%02X:%02X:%02X",
             mac_addr[0], mac_addr[1], mac_addr[2], mac_addr[3], mac_addr[4],
             mac_addr[5]);

    Serial.printf("> ESPNOW Recv MAC Addr = %s\n", macStr);
    Serial.printf("> ESPNOW Recv Data(%d byte)\n", data_len);

    char* dataStr;
    dataStr = (char*)malloc(data_len + 1);
    memcpy(dataStr, data, data_len);
    dataStr[data_len] = 0;

    // 受信データ解析
    // UIFlowから受信した先頭10バイトの謎データは捨てる
    String data_s = String(dataStr + 10);

    Serial.printf("> Recv Data String = [%s]\n", data_s);

    // 残りデータの先頭3バイトにWi-SUN HATからの瞬間電力値のヘッダー[NPD]が含まれてるか確認
    r_d.unit_Type = data_s.substring(0, 3);
    if (r_d.unit_Type == "NPD") {
        Serial.printf("-> r_d.unit_Type = %s\n", r_d.unit_Type);
        r_d.val_Data = data_s.substring(4);
        Serial.printf("-> r_d.val_Data = %s\n", r_d.val_Data);

        // 「受信時刻（ms）」をキャッシュに格納し、LCD更新フラグをtrueに
        r_d.recv_Time = millis();   // タイマーリセット
        Serial.printf("-> ESPNOW recv time = %d(ms)\n", r_d.recv_Time);
        disp_off = false;           // ”LCD表示”に
        disp_update = true;         // ”画面更新有り”に
    }

    free(dataStr);

    Serial.print(">>>Free Heap Size = ");
    Serial.println(esp_get_free_heap_size());
    Serial.print("\n");
}

// 画面描画関数
void draw_lcd() {
    uint16_t val_color = WHITE;   // 値・単位のフォントカラー
    uint16_t back_color = BLACK;  // 画面背景色

    M5.Display.startWrite();

    // 画面回転
    M5.Display.setRotation(disp_r);

    // 通信タイムアウト時の黒画処理
    if (disp_off) {  // タイムアウト時は値が黒文字（非表示）
        val_color = BLACK;
        back_color = BLACK;
    }

    // ESPNOWで受信したデータ種別確認
    String val_buf = r_d.val_Data;
    String unit_buf;

    if (r_d.unit_Type == "NPD") {  // NPD(Wi-SUN HATからの電力値受信)なら
        unit_buf = npd_unit;
        if (val_buf.toInt() >= npd_threshold) {  // 電力使い過ぎ閾値超えの場合は
            val_color = BLACK;
            back_color = RED;
        } else {
            val_color = WHITE;
            back_color = BLACK;
        }
    }

    // 背景色描画
    M5.Display.fillScreen(back_color);

    // 値の描画
    M5.Display.setTextColor(val_color, back_color);
    M5.Display.setFont(&fonts::Font8);
    M5.Display.setTextSize(f_size_x, f_size_y);
    M5.Display.setTextDatum(
        textdatum_t::middle_center);  // 真ん中寄せ、中央原点
    M5.Display.drawString(val_buf, (int)(d_size_x / 2), (int)(d_size_y / 2));

    // 単位の描画
    M5.Display.setFont(&fonts::FreeSansBold24pt7b);
    M5.Display.setTextSize(f_u_size_x, f_u_size_y);
    M5.Display.setTextDatum(textdatum_t::bottom_right);  // 右寄せ、下原点
    M5.Display.drawString(unit_buf, (int)(d_size_x - 8), (int)(d_size_y - 3));

    M5.Display.endWrite();

    disp_update = false;  // 画面更新フラグをクリア
}

void setup() {
    Serial.begin(115200);

    auto cfg = M5.config();
    cfg.clear_display = true;       // 起動時に画面クリア
    M5.begin(cfg);

    M5.Display.setTextSize(1.5);    // 老眼にはキツいので文字サイズは1.5倍
    M5.Display.setBrightness(128);  // LCD輝度を半分に
    d_size_x = M5.Display.height();
    d_size_y = M5.Display.width();
    Serial.printf("height=%d width=%d\n", d_size_x, d_size_y);

    M5.Display.fillScreen(BLACK);
    M5.Display.setRotation(disp_r);
    M5.Display.print("Wi-SUN HAT ESPNOW monitor\n");
    Serial.print("Wi-SUN HAT ESPNOW monitor\n");

    // 変数群初期化
    r_d.unit_Type = "";
    r_d.val_Data = "";

    WiFi.begin(ssid, password);              //  Wi-Fi に接続
    while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {  //  Wi-Fi 接続待ち
        delay(500);
        M5.Display.print(".");
    }
    M5.Display.print("WiFi connected\r\nIP address: ");
    M5.Display.println(WiFi.localIP());

    // ESP-NOW初期化
    // WiFi.mode(WIFI_STA); //送信しないなら不要みたい
    WiFi.disconnect();
    if (esp_now_init() == ESP_OK) {
        Serial.println("ESPNow Init Success");
        M5.Display.println("ESPNow Init Success");
    } else {
        Serial.println("ESPNow Init Failed");
        M5.Display.println("ESPNow Init Failed");
        ESP.restart();
    }

    // マルチキャスト用Slave登録
    memset(&slave, 0, sizeof(slave));
    for (int i = 0; i < 6; ++i) {
        slave.peer_addr[i] = (uint8_t)0xff;
    }
    esp_err_t addStatus = esp_now_add_peer(&slave);
    if (addStatus == ESP_OK) {
        // Pair success
        Serial.println("Pair success");
    }

    // ESP-NOWコールバック登録
    // esp_now_register_send_cb(OnDataSent); //送信しないなら不要みたい
    esp_now_register_recv_cb(OnDataRecv);
}

void loop() {
    M5.update();

    // 一定時間指定モードのデータを受信してなければ値を非表示にする
    if ((millis() - r_d.recv_Time) >= disp_timeout) {
        if (disp_off == false) {
            disp_off = true;
            disp_update = true;
            draw_lcd();
            Serial.print("ESPNOW timeout! disp_off!\n");
        }
    }

    // ボタンBを押したら画面回転
    if (M5.BtnA.wasPressed()) {
        if (disp_r < 3) {
            disp_r = disp_r + 1;
        } else {
            disp_r = 0;
        }
        disp_update = true;
        draw_lcd();
        Serial.print("disp_rotate!\n");
    }

    // 画面更新有りなら描画処理へ
    if (disp_update == true) {
        draw_lcd();
    }

    delay(1);
}