硬件编程 · ESP32 低功耗门磁告警器 · 2026-06-29

需求洞察

设备箱、仓库门、抽屉、药品柜和工具柜都需要一个简单的开合记录。持续联网的设备耗电高，普通机械锁又没有记录能力。门磁节点的价值在于把一次“开门事件”变成可记录的数据：什么时候打开、持续多久、电池是否快没电。

这个项目很适合硬件编程入门后进阶，因为它逼你考虑真实设备的生命周期：休眠、唤醒、联网、失败重试、上报、再次休眠。能把这条链路跑稳，比多接几个传感器更有工程价值。

方案设计

感知层使用常闭磁簧开关，门关闭时磁铁靠近，GPIO33 保持稳定电平；门打开时电平变化，把 ESP32 从深度睡眠中唤醒。控制层读取门状态和电池分压，判断这次是开门事件还是误触发。执行层可以选配蜂鸣器，但电池版默认不开启常驻执行器。日志/联网层通过 MQTT 发布事件，也可以先用 HTTP Webhook 或串口替代。

为了省电，Wi-Fi 连接必须有超时。如果 8-10 秒连不上网络，就先把事件写入 RTC 计数或本地缓存，然后重新睡眠，避免电池被失败重试耗光。

物料清单

接线与结构

• 磁簧开关一端接 GPIO33，另一端接 GND，GPIO33 使用 INPUT_PULLUP。
• 电池电压通过两个 100kΩ 电阻分压后接 GPIO35，GPIO35 只做 ADC 输入。
• 可选蜂鸣器接 GPIO27；正式电池版建议默认不装或只在维护模式启用。
• 磁簧开关固定在门框，磁铁固定在门板，闭合时两者距离最好小于 10mm。

GPIO33 属于 ESP32 可用于外部唤醒的 RTC GPIO，适合 deep sleep 唤醒。注意不同开发板的稳压器和电源指示灯会明显影响待机电流，如果追求长续航，后期应换低静态电流板或裸模块。

核心代码

#include <Arduino.h>
#include <WiFi.h>

#define DOOR_PIN GPIO_NUM_33
#define BAT_ADC 35
#define BUZZER_PIN 27

const char* ssid = "YOUR_WIFI";
const char* password = "YOUR_PASSWORD";

bool connectWiFi(uint32_t timeoutMs) {
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, password);
  uint32_t start = millis();
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && millis() - start < timeoutMs) {
    delay(200);
  }
  return WiFi.status() == WL_CONNECTED;
}

float readBattery() {
  int raw = analogRead(BAT_ADC);
  float v = raw * 3.3f / 4095.0f;
  return v * 2.0f; // 100k + 100k 分压
}

void publishEvent(bool opened, float battery) {
  // 这里可以替换成 PubSubClient MQTT publish。
  Serial.printf("door=%s battery=%.2fV\n", opened ? "open" : "closed", battery);
}

void goSleep() {
  esp_sleep_enable_ext0_wakeup(DOOR_PIN, 0); // GPIO33 被拉低时唤醒
  Serial.flush();
  esp_deep_sleep_start();
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode((int)DOOR_PIN, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);
  analogReadResolution(12);
  delay(100);

  bool opened = digitalRead((int)DOOR_PIN) == LOW;
  float battery = readBattery();

  if (opened) {
    digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH);
    delay(80);
    digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);
  }

  if (connectWiFi(8000)) {
    publishEvent(opened, battery);
    WiFi.disconnect(true);
  } else {
    Serial.println("wifi timeout, skip publish");
  }

  delay(200);
  goSleep();
}

void loop() {}