硬件编程 · 公交到站桌面播报器 · 2026-09-12

需求洞察

目标用户是每天固定线路通勤的上班族。真实痛点不是“查不到公交”，而是“查公交这件事太麻烦”：早上出门前手里拿着早餐、背包、工牌，还要掏手机、解锁、打开 App、等广告、输入线路。冬天戴手套更不方便。很多时候只想知道“下一班还有几分钟”，却要付出十几秒操作成本。

另一个痛点是手机屏幕小、信息干扰多。放在桌面上的专用小屏，可以一直显示线路和到站时间，余光一瞥就能决定是现在出门还是再等两分钟。按键唤醒则解决夜间屏幕刺眼和功耗问题：平时深度睡眠，按下才刷新。这个项目值得做，因为它把高频、低信息量的查询变成零操作，成本低，结构简单，还能按自己线路定制。

方案设计

感知层：GPIO0 轻触按键，内部上拉，按下拉低。短按唤醒并刷新，长按切换预设线路。后续可加光敏电阻自动调亮度。

控制层：ESP32 负责 WiFi 连接、HTTP 请求、JSON 解析、屏幕驱动和蜂鸣器控制。使用深度睡眠降低功耗，按键通过 EXT0 唤醒。

执行层：ILI9341 显示线路号、最近一班、第二班、当前时间、网络状态。无源蜂鸣器在预计到站小于 3 分钟时响一声，小于 1 分钟时连响两声。

日志/联网层：串口输出调试日志；HTTP 请求设置超时与重试；WiFi 断线自动重连；预留 MQTT 或 HTTP 上报接口，方便以后把到站记录存到服务器。

物料清单

接线与结构

TFT 使用硬件 SPI：SCK=18，MOSI=23，CS=15，DC=2。RST 建议接 GPIO4，BL 接 3.3V 常亮，这样不占用额外 PWM 引脚。按键一端接 GPIO0，另一端接 GND，使用内部上拉。蜂鸣器正极接 GPIO5，负极接 GND。

注意 GPIO0 是启动模式引脚，上电时不要按住按键，否则可能进入下载模式。结构上把屏幕倾斜 15 度放入纸盒，按键放顶部，蜂鸣器开小孔。供电用 USB 适配器，放在桌面角落。

核心代码

以下为 Arduino 骨架，需在 TFT_eSPI 的 User_Setup.h 中配置 ILI9341 和上述引脚。

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

#define BTN_PIN 0
#define BUZZ_PIN 5
#define TFT_RST 4

TFT_eSPI tft = TFT_eSPI();
const char* ssid = "你的WiFi";
const char* password = "你的密码";
const char* apiUrl = "http://api.example.com/bus?line=123&stop;=abc";

void showMessage(String line1, String line2, uint16_t color) {
  tft.fillScreen(TFT_BLACK);
  tft.setTextSize(2);
  tft.setCursor(10, 30);
  tft.println(line1);
  tft.setTextSize(3);
  tft.setCursor(10, 90);
  tft.println(line2);
}

bool fetchBus(int &min1;, int &min2;) {
  if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) return false;
  HTTPClient http;
  http.begin(apiUrl);
  http.setTimeout(5000);
  int code = http.GET();
  if (code != 200) { http.end(); return false; }
  String payload = http.getString();
  StaticJsonDocument<512> doc;
  DeserializationError err = deserializeJson(doc, payload);
  if (err) { http.end(); return false; }
  min1 = doc["arrivals"][0]["minutes"] | -1;
  min2 = doc["arrivals"][1]["minutes"] | -1;
  http.end();
  return true;
}

void beep(int times) {
  for (int i = 0; i < times; i++) {
    tone(BUZZ_PIN, 2000, 120);
    delay(180);
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(BUZZ_PIN, OUTPUT);
  tft.init();
  tft.setRotation(1);
  showMessage("连接WiFi", "...", TFT_YELLOW);
  WiFi.begin(ssid, password);
  unsigned long start = millis();
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && millis() - start < 15000) delay(500);
  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) showMessage("已联网", "按按键刷新", TFT_GREEN);
  else showMessage("联网失败", "检查热点", TFT_RED);
}

void loop() {
  if (digitalRead(BTN_PIN) == LOW) {
    delay(50);
    if (digitalRead(BTN_PIN) == LOW) {
      showMessage("刷新中", "...", TFT_CYAN);
      int m1 = -1, m2 = -1;
      if (fetchBus(m1, m2)) {
        String a = String(m1) + " 分钟";
        String b = "下一班 " + String(m2) + " 分钟";
        showMessage(a, b, m1 <= 3 ? TFT_RED : TFT_GREEN);
        if (m1 <= 3 && m1 >= 0) beep(m1 <= 1 ? 2 : 1);
      } else {
        showMessage("获取失败", "再按重试", TFT_ORANGE);
      }
      while (digitalRead(BTN_PIN) == LOW) delay(10);
    }
  }
  delay(100);
}