硬件编程 · 公交到站桌面播报器 · 2026-07-28

需求洞察

目标用户：每日固定时间出门、依赖 1‑2 条公交线路的上班族。

真实痛点：早晨时间紧张，频繁解锁手机查看公交到站容易打断出门节奏；手机通知容易被海量消息淹没，错过提醒；冬季或雨天，在手机地图上反复刷新体验极差。

为什么值得做：桌面播报器让信息“抬头即见”，减少手机依赖；ESP32 的深度休眠配合按键唤醒，几乎不耗电；75 元内的成本远低于商业智能屏，且完全可定制，适合极客和居家办公人群。

方案设计

整体采用四层架构：

• 感知层

通过 ESP32 内置 Wi-Fi 连接家庭路由器，使用 HTTP GET 请求公交实时到站 API（可申请高德或百度的公开接口，或自建简易转发服务）。JSON 数据包解析后提取目标线路、最近一辆车的距离站数或预计分钟数。

• 控制层

ESP32 主控作为核心。GPIO0 配置为 RTC 唤醒源，长按或短按唤醒深度休眠的芯片。唤醒后执行联网、拉取数据流程；若 30 秒内无新数据或用户未操作，自动再次进入深度休眠。GPIO 分配兼顾 SPI 屏与按键，避免干扰启动引脚。

• 执行层

ILI9341 2.8 寸彩色 TFT 屏显示：当前时间、线路名、剩余分钟数、车辆状态（“即将到站”、“还有 2 站”等）。颜色区分紧急程度，比如剩余<3 分钟显示红色背景。屏幕背光在休眠时关闭，唤醒后点亮。

• 日志/联网层

每次成功获取数据后，将时间戳、线路、到站分钟数通过串口打印，也可通过板载 LED 闪烁指示网络状态。后期可扩展将日志上传到本地 NAS 或 HomeAssistant，形成出行记录。

物料清单

*注：总成本远低于 75 元预算，可另配外壳或打印底座。*

接线与结构

遵循说明书中默认 GPIO，仅增加必用的上拉电阻。接线关系如下：

• TFT 屏幕

SCK → GPIO18

MOSI → GPIO23

CS → GPIO15

DC → GPIO2

RST → 可接 EN 或 3.3V（此处接 3.3V 保持不复位）

VCC → 3.3V

GND → GND

LED → 3.3V（可通过 GPIO 控制背光，但为简化暂接 3.3V）

• 按键

一端接 GPIO0，另一端接 GND；同时 GPIO0 与 3.3V 之间接 10KΩ 上拉电阻，确保未按下时保持高电平。ESP32 的 RTC 唤醒管脚复用 GPIO0，唤醒后程序检测按键短按次数可设置不同线路选择。

微调理由：GPIO0 作为启动模式引脚，外部上拉不影响芯片上电，且自带内部弱上拉，增加外部 10K 仅增强抗干扰。如此接线可在深度休眠下仍识别按键下降沿唤醒。

核心代码

以下给出基于 Arduino 框架的骨架代码，依赖 TFT_eSPI 库和 ArduinoJson 解析库。示例中配置高德 API 格式，请自行替换 API Key 和线路参数。

#include <WiFi.h>
#include <HTTPClient.h>
#include <ArduinoJson.h>
#include <TFT_eSPI.h>

TFT_eSPI tft = TFT_eSPI();

const char* ssid = "SSID";
const char* password = "PASS";
const char* apiUrl = "http://api.xxx.com/bus?line=102";

RTC_DATA_ATTR int bootCount = 0;
#define BUTTON_PIN 0

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  tft.init();
  tft.setRotation(1);
  tft.fillScreen(TFT_BLACK);
  tft.setTextColor(TFT_WHITE);
  
  WiFi.begin(ssid, password);
  int retry = 0;
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && retry < 20) {
    delay(500);
    retry++;
  }
  
  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
    HTTPClient http;
    http.begin(apiUrl);
    int httpCode = http.GET();
    if (httpCode == 200) {
      String payload = http.getString();
      DynamicJsonDocument doc(1024);
      deserializeJson(doc, payload);
      int minutes = doc["data"]["arrival_min"];
      String line = doc["data"]["line_name"];
      
      tft.fillScreen(TFT_BLACK);
      tft.drawString("Line: " + line, 10, 40, 4);
      tft.drawString("In " + String(minutes) + " min", 10, 90, 4);
    }
    http.end();
  }
  delay(30000);  // 显示30秒
  esp_deep_sleep_start();
}

void loop() {
  // 未使用
}