第 36 课：无线报警器

这节课需要两块板子。 你只有一块的话可以跳过——它不影响最后一课。

我是吴老师。这是三个 C 档课题里的第二个，它代表的方向是"无线通信"。

先想一件事。上一节课，你人在教室、灯在家里，中间隔着互联网、隔着服务器、隔着路由器——你花了整整一节课，才把那条路走通。

这个课题反过来：什么都不用。

没有路由器、没有服务器、没有互联网、没有账号、没有密码。两块巴掌大的板子，隔着一间屋子，就这么把话说了。

而且它说得很"硬"——你把它俩拿到山里、拿到地下室、拿到任何一个手机没信号的地方，它照样能用。

一、这个课题的真正价值：不依赖

第 24 课我讲过一段话，这里再讲一遍，因为这个课题就是它的实物版。

我们在教室里用 WiFi 用得太顺手了，容易产生一种错觉：觉得哪儿都有网。

但你真去干点活就会发现完全不是这样。 山里、地里、渔船上——那儿根本没有 WiFi；地下车库、老房子储藏间、电梯井——信号进不去；大棚、工地、野外监测点——拉网线不现实。

这些地方，"没有网络"才是常态。这时候，"不依赖网络的通信"就不是炫技，是刚需。

看这张图。上面那条路，是上一节课你走的路——板 A → 路由器 → 服务器 → 板 B。好用，但前提是：路由器得有、网得通、服务器不能挂、信号得覆盖到、板 B 也得连上同一个网。五样，少一样就全完蛋。

下面那条路，就是你这个课题要走的路。板 A 直接跟板 B 说。

打个比方：上一节课像你托一个快递公司寄东西——得填单子、得有网点、得路上不出岔子。这个课题像两个同学在操场上喊话——不用办卡，直接喊。

（正式叫法是"点对点"或者"对等网络"，你以后查资料看到 peer-to-peer、P2P，就是这个意思。）

二、闭环：这个课题的三个环节

第 9 课讲的闭环还记得吧：传感器（看）→ 主控（想）→ 执行器（做）。

这个课题有意思的地方在这儿——闭环被切成两半了，中间那一刀是"空气"。

看出来了吗？三环节分散在两块板子上，中间那一段是无线电。

前面所有课题，这三环都挤在一块板子上，一步就能走完。这个课题你得跑两趟——而且大部分麻烦都出在"两趟之间那一段"。

顺便说一件重要的事：判断这一环，在这个课题里出现了两次。探测器要判断"按钮是不是真按下了"（不能手一抖就报一次）；报警器要判断"这条消息是什么含义"（是真有情况，还是只是一次心跳）。

两块板子都在"想事情"，只是想的不是同一件事。 这个结构，你以后做任何分布式的东西都会一直用到。

三、材料清单

套件里：ESP32-C3 开发板 ×2（没有第二块的话本课可以跳过）、蜂鸣器模块 ×1（丝印 VCC I/O GND，有源、高电平触发、只能一个音调）、LED 灯模块 ×1、按钮模块 ×1（VCC OUT GND，触发方式你可以换）、杜邦线 ×6（每块板子 3 根）、USB 数据线 ×1。

身边要准备的：

两块板子哪儿来的？ 第 24 课说过：再买一块一样的 ESP32-C3，几十块钱；或者跟同学合买，你俩一人一块——顺便还能互相检查接线，比一个人闷头搞好得多。

四、接线

这个课题的接线，我要你分成两个独立的系统来做。 这一点非常重要，一会儿讲为什么。

探测器板（负责"看"和"发"）：

报警器板（负责"做"）：

关于引脚：GPIO3 是灯、GPIO5 是蜂鸣器，这是第 6 课和第 17 课定下来的老位置。接哪个数字脚其实无所谓，只要代码里的数字跟着改。（第 24 课的例子里蜂鸣器接的是 GPIO4，那是因为那块板子上没接按钮。本课探测器板要用 GPIO4 接按钮，所以报警器这边沿用原来的位置更清爽。）

两块板子都避开了 GPIO2、GPIO8、GPIO9（strapping 脚，第 4 课那张表）。

接线之前先拔 USB。 这条规矩从第 4 课讲到这儿。

五、动手：分三步，前两步是"分开测"

这个课题最容易出错的地方，是两块板子。

所以做法跟前面所有课都不一样：先把两块板子当成两个独立的东西，各自测通，再把它俩连起来。

为什么这么干？ 因为一旦连起来不工作，你面对的是两个可能坏掉的东西，外加一段看不见的无线电。三个未知数，你没法解。

但如果你先确认了"探测器这边是好的"和"报警器这边是好的"，那出问题时就只剩一段无线电——未知数从三个变成一个。

这就是第 23 课那个"对半砍"的思路，在这个课题里它升级了：这次你砍的不是一条链路的两半，是两个设备。

第 1 步：两块板子各读一次 MAC

这一步千万别跳。 程序就是第 24 课那个，核心还是这两行：

  WiFi.mode(WIFI_STA);          // 先切到"上网模式"，再读 MAC
  Serial.println(WiFi.macAddress());

板子 A 烧一遍，抄下来。换板子 B，同样的程序再烧一遍，抄下来。 拿张纸写清楚（别只存在脑子里，这个课题你要来回翻它）：

读出来是 00:00:00:00:00:00？ 别慌，不是板子坏了——先调用 WiFi.mode(WIFI_STA) 再读。

第 2 步：两块板子各自先测通

先不写无线。 探测器板把按钮状态打印出来，报警器板自己响两下——两块板子各测各的，谁也别管谁。

探测器板：

const int BTN_PIN = 4;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(BTN_PIN, INPUT);
  Serial.println("探测器：按钮测试");
}

void loop() {
  Serial.print("GPIO4 = ");
  Serial.println(digitalRead(BTN_PIN));
  delay(300);
}

烧进去，打开串口，按按钮、松开、再按下。你要看到那个数字在变。

变就对了。顺便记下"按下时是 0 还是 1"——这个方向你得自己测，别背（第 5 课那句"先测，再猜"）。

第 8 课说过按钮模块一般按下是 LOW，但我不让你直接信这个。万一你手上这块不一样呢？跑一遍，十秒钟的事。

报警器板： 也不写无线，直接让它自己响两秒、停两秒。setup() 里把 LED_PIN（3）和 BUZZER_PIN（5）设成 OUTPUT，loop() 里就这样来回倒：

  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
  digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH);
  delay(2000);
  digitalWrite(LED_PIN, LOW);
  digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);
  delay(2000);

灯亮两秒、蜂鸣器响两秒。 看到这个现象，说明报警器这半边的硬件全是好的——线没接错、脚号没写错、模块没坏。

现在你手里有两个各自能跑的东西了。 未知数只剩一个：中间那段无线电。

第 3 步：合起来——一个发，一个收

现在最关键的一句话，我加粗说：

两块板子要烧不同的程序。

这是新手最容易犯的错，而且错得毫无痕迹。

你很自然就会想："两块板子嘛，程序当然一样。"——然后两块都在发，没人收。 现象是两块板子的串口都在刷"我发了"，对面一点动静都没有。你会以为是无线坏了，其实是你的脑子里，这两块板子还是同一块。

探测器板（发）：

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

// ⚠ 换成你抄下来的"报警器板"的 MAC 地址
uint8_t receiverMAC[] = {0xAA, 0xBB, 0xCC, 0xDD, 0xEE, 0xFF};

const int BTN_PIN = 4;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(BTN_PIN, INPUT);
  WiFi.mode(WIFI_STA);

  Serial.print("我是探测器，我的 MAC：");
  Serial.println(WiFi.macAddress());     // 串口里有这一句 = 这块烧的是探测器程序

  if (esp_now_init() != ESP_OK) {
    Serial.println("ESP-NOW 初始化失败");
    return;
  }

  esp_now_peer_info_t peer = {};
  memcpy(peer.peer_addr, receiverMAC, 6);
  peer.channel = 0;
  peer.encrypt = false;
  esp_now_add_peer(&peer);               // 把对方"存成联系人"
  Serial.println("探测器就绪");
}

void loop() {
  if (digitalRead(BTN_PIN) == LOW) {     // 按钮按下（方向以你第 2 步测的为准）
    uint8_t data = 1;
    esp_now_send(receiverMAC, &data, sizeof(data));
    Serial.println("→ 已发出：1");
    delay(2000);                         // 别连着发，一次就够
  }
}

报警器板（收）：

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

const int LED_PIN = 3;
const int BUZZER_PIN = 5;
unsigned long lastAlarm = 0;

// 收到消息就会自动跑这个函数
void onReceive(const uint8_t *mac, const uint8_t *data, int len) {
  Serial.print("收到来自：");
  for (int i = 0; i < 6; i++) {
    Serial.printf("%02X", mac[i]);
    if (i < 5) Serial.print(":");
  }
  Serial.println();

  if (len > 0 && data[0] == 1) {
    digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
    digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH);
    lastAlarm = millis();
    Serial.println("→ 报警！");
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);
  WiFi.mode(WIFI_STA);

  Serial.print("我是报警器，我的 MAC：");
  Serial.println(WiFi.macAddress());     // 串口里有这一句 = 这块烧的是报警器程序

  if (esp_now_init() != ESP_OK) {
    Serial.println("ESP-NOW 初始化失败");
    return;
  }
  esp_now_register_recv_cb(onReceive);   // 挂号：收到了就叫我
  Serial.println("报警器就绪");
}

void loop() {
  if (millis() - lastAlarm > 1000) {     // 响一秒就停，免得吵死人
    digitalWrite(LED_PIN, LOW);
    digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);
  }
}

两块板子都插上电。 按下探测器上的按钮——报警器那边的灯亮一秒、蜂鸣器响一秒。

成了。这就是两块板子隔空说话，不用任何网络。

走两步试试。 拿着探测器板走到隔壁房间，看看还响不响。空旷处厂家标称能到几十甚至上百米，但你家有墙——能穿一两道墙就不错了。到底多远，你自己实测一遍，这个数字是你自己测出来的，比任何参数表都靠谱。

第 4 步（选做）：加一条"心跳"

这一步留给你自己决定要不要做。 我讲讲思路。

现在的问题是：报警器只知道"有情况"，不知道探测器还在不在。万一探测器板没电了、被撞掉了、掉线了——报警器这边一片安静，而"安静"跟"一切正常"长得一模一样。

解决思路很朴素：让探测器每隔十秒发一条"我还活着"。 在 loop() 里加：

  if (millis() - lastBeat > 10000) {     // 每 10 秒一次
    lastBeat = millis();
    uint8_t data = 0;                    // 0 = 心跳，我还在
    esp_now_send(receiverMAC, &data, sizeof(data));
  }

报警器那边，onReceive 里多一个分支：收到 0 就只闪一下灯、不响蜂鸣器；收到 1 才报警。顺便记住最后一次心跳的时间，超过 30 秒没心跳就说明探测器掉线了——这个"掉线提醒"怎么提示，也留给你想。

看到没有，data 这个字节开始承载"含义"了。 第 23 课我们用字符串 on/off，这里用数字 1/0——本质是一回事：你和板子事先约好的一门暗号。

六、造物：冰棒棍外壳

这个课题跟别的课题不一样的地方：你要做两个东西，而且它俩得长得不一样。

为什么？因为你一眼就得看出来哪个是哪个。 摆在一起分不清、或者拿错了烧错程序，是两块板子项目最经典的翻车方式。

探测器：一个能揣兜里的小盒子

目标：小、轻、能拿着走。 因为它是要放在"事发现场"的。

1. 底板：剪一块 5cm × 7cm 的纸皮。
2. 四面墙：冰棒棍标准长度大概 11cm 出头，要剪。剪两根 5cm 的当前后墙，两根 7cm 的当左右墙。

   剪冰棒棍：用剪刀夹住要剪的位置，另一只手离远点，用力"咔嚓"一下。会崩小木屑，别对着脸剪，也别对着别人的脸。

3. 粘墙：四面墙立着粘在底板四条边上，热熔胶沿着棍子和底板的接缝挤一条。先粘两条相对的，等胶硬了（十几秒）再粘另外两条——四条一起粘会歪。
4. 顶盖：剪一块 5cm × 7cm 的纸皮当盖子，先别粘死，用橡皮筋箍住就行。以后换线、重烧程序还得打开。
5. 按钮：在盖子上戳一个洞，洞要比按钮那个小帽子略小一点点，让按钮从里面顶出来卡住，四周再用热熔胶点两下。先戳小洞，不够再慢慢扩——戳大了按钮就掉进去了。
6. 出线口：侧面留一条缝给 USB 线。
7. 里面：板子用一小块双面胶或者一点热熔胶固定在底板上，别糊到按钮的引脚上。

最后把按钮那根线理好。 记住这句话——本课那个坑就在这儿。

报警器：一个能立在桌上的牌子

目标：响、亮、看得见。 因为它是要放在你能注意到的地方的。

1. 底座：剪一块 6cm × 9cm 的纸皮。
2. 立板：两根 9cm 的冰棒棍，并排粘成一块小"板"（两根之间留一两毫米，不用紧贴）。
3. 立起来：立板斜着（大约 75°，往后仰一点）粘在底座上。先别急着固定，把板子贴上去比一比角度，觉得正好了再挤胶。
4. 加个斜撑：在立板背面粘一根短冰棒棍当支撑，一头顶住立板、一头粘在底座后沿。不然它会往后倒。
5. 板子：热熔胶点在板子四个角，粘到立板正面。别糊到元件上，别糊住天线那一端（C3 的天线是板子边缘那段弯弯曲曲的铜箔，第 20 课讲过）。
6. LED：粘在立板最上面，露在外面、朝前——它得能被看见。
7. 蜂鸣器：粘在 LED 下面。

⚠ 蜂鸣器那个发声孔，绝对不能糊住。

蜂鸣器顶上有个出声的地方。你要是把热熔胶挤上去，它就不响了——或者变成一声很小的"嗒"。 胶只点背面和侧面，出声的那一面朝外、留空。

这个坑非常真实：粘完发现声音不对，你会以为是程序问题、是模块坏了，查半天。其实是你亲手把它捂住了。

最后

两个都做完，插上电再测一遍。 按下探测器，看报警器响不响。

这一步别省。装壳之前是好的、装完就坏，是硬件课的日常。为什么？下一节就是答案。

七、不响？按这个顺序查（本课的坑在这节）

这个课题我埋了两个坑，一个在硬件上，一个在软件上。都是两块板子项目里的经典翻车方式。

第一步：先"对半砍"——看探测器板的串口

按下按钮，盯着探测器板的串口。 有没有打印 → 已发出：1？

这一句话就把问题砍成两半了：一半是"探测器没发"，一半是"报警器没收到"。这两半的修法完全不同，别混着查。

岔路 A：探测器串口毫无反应 ← 本课埋的坑在这

先把无线、把报警器板、把 MAC 地址全部从脑子里删掉。 现在的问题百分之百在探测器这一块板子上：按钮、三根线、一行代码。

① 先排除代码和按钮的"方向"。

你的代码写的是 if (digitalRead(BTN_PIN) == LOW)。万一你手上这块模块是"按下为 HIGH"呢？ 那不是坏了，是你猜的方向错了。

改代码试一下：把 == LOW 改成 == HIGH，烧一遍，再按。变了 → 就是方向问题，不是故障。

② 方向没错，那就上万用表。直流电压档（标着 V 后面一条直线那个）。黑表笔搭在板子的 GND 排针上，红表笔搭在按钮模块的 OUT 针脚上。

然后按下去、松开、再按下去，盯着表看。

这一步很关键，因为它告诉你一件事：按钮没坏。

③ 现在做这个课题里最重要的一次测量——把表笔从"模块的脚"挪到"板子的脚"上。

红表笔从按钮模块的 OUT 针脚，挪到板子的 GPIO4 排针上。黑表笔还搭 GND。同样的动作：松开、按下。

④ 顺着那根线，从模块的 OUT 脚一路捋到板子上，看看它另一头到底插在哪儿。

如果你看到它插在 GPIO3 上——恭喜，你抓到了。

根因

装盒的时候，那根线被拽了一下，插头从 GPIO4 滑到了隔壁一格，插在了 GPIO3 上。

它插着，不掉、不晃，肉眼看完全正常。 你量它，它也不短路不断路——它只是插错了地方。

这就是我在这个课题里故意留的坑。 我为什么挑它？因为它演的是两块板子项目里最典型的那种故障：你什么都对，就是差一格。

而且它把万用表真正的用法演给你看了：

"按钮的 OUT 脚有电压变化"和"板子的 GPIO4 脚没有电压变化"——这两个事实单独看，都没什么用。

只有分别在两个点上量一次、放在一起对比，你才知道"信号是在这一段路上丢的"。

光看现象（按了没反应），你只能猜：可能是按钮坏了、可能是线断了、可能是代码错了、可能是无线不通……四个方向，你总得挑一个下注。

万用表不是用来"测有没有电"的，它是用来把一段路切成几小段、然后一段一段排掉的。

⑤ 拔下来，插回 GPIO4。 串口立刻开始刷 → 已发出：1。

顺手做件事：拿一小段胶带，把那三个插头在板子上轻轻贴一下（别贴到排针上，贴在塑料壳上），防止它再滑。装壳之后的线，比你想的更容易被拉走位。

岔路 B：探测器在刷"已发出"，报警器没动静

这一半是软件和无线电的事了。（注意：这里已经不是万用表能解决的范围了，别拿表去量无线电。）

① 先看报警器板的串口。它开机时打印的是哪一句？

• 打印 我是报警器，我的 MAC：... → 对的，这块烧的是接收程序
• 打印 我是探测器，我的 MAC：... → 你烧混了。 两块板子烧成了同一个程序——这就是本课的第二个坑
• 打印 ESP-NOW 初始化失败 → 是初始化的问题，跟 MAC 无关

为什么"烧混了"这么难发现？

因为两块板子的串口看上去都很正常——都在打印、都在"就绪"，一点报错都没有。你不知道"正常"长什么样，所以"都正常"和"都正常但没人收"在你眼里一模一样。

所以我在两份程序里都加了一句开机打印。这就是你的"身份牌"——一眼看出这块板子现在是谁。这个技巧你以后做任何多设备项目都用得上。

② 报警器烧对了，那一个字符一个字符核对 MAC 地址。

探测器代码里那个数组，写的是报警器板的 MAC：

uint8_t receiverMAC[] = {0xAA, 0xBB, 0xCC, 0xDD, 0xEE, 0xFF};

照着你纸上抄的顺序，一位一位对。 少一位、错一位、0x 漏了——都不报错，就是不通。

这是 ESP-NOW 最常见的失败原因，没有之一。 这一步花你三分钟，比后面瞎试半小时值。

③ 两块板子都没连路由器吧？

第 24 课讲过：ESP-NOW 和 WiFi 用同一个无线电，得在同一个信道上。一块连了路由器、另一块没连，它俩可能根本不在一个频道上。刚才的代码里我们只 WiFi.mode(WIFI_STA)、没调 WiFi.begin()，就是故意的。

④ 断电量来一次。 两块板子同时拔掉、等五秒、插回去。听起来很蠢，但"板子没复位"这种问题真的存在。⑤ 最后才怀疑代码，改一个地方测一次——别一口气改五处。

自测

本节你要动手做的事

• [ ] 先确认你有两块板子。没有的话，这节课可以跳过（真的不影响最后一课）
• [ ] 两块板子各烧一遍"读 MAC"的程序，把两个 MAC 都抄在纸上——这一步不能跳
• [ ] 探测器板先自己测通：只连按钮，串口里那个数字会跟着按动变化
• [ ] 报警器板先自己响一次：不写无线，直接让它亮两秒、响两秒
• [ ] 把报警器板的 MAC 填进探测器板的代码里，一个字符一个字符核对
• [ ] 烧两份不同的程序，两块板子的串口里能看到各自的"身份牌"
• [ ] 做两个外壳：探测器是小盒子（按钮从盖子上顶出来），报警器是立牌（蜂鸣器的出声孔千万别糊住）
• [ ] 装完再测一遍：按下按钮，看还响不响
• [ ] 故意把 OUT 那根线拔下来、插到隔壁的 GPIO3 上，跑一遍——亲手经历一次"按了没反应"，然后用万用表把它抓出来
• [ ] （选做）加上心跳：让探测器每 10 秒报一次"我还活着"

这个课题做完，你手里有两个东西：一个揣兜里的探测器，一个立在桌上的报警器。

中间什么都没有。 没有路由器、没有服务器、没有账号、没有密码。拔掉一切，它们照样说话。

这件事的意义，比它看起来大。

你前面学的所有联网的东西——WiFi、HTTP、MQTT——全都有一个前提：得有个"基础设施"在那儿。 有网、有服务器、有别人替你维护的机器。这些东西平时当然都有，但它们不是永远都有。

而你现在会做一种"没有基础设施也能用"的设备了。 世界上很多真正在野外、在地下、在海上干活的设备，就是这么工作的。

说句实话，这个课题比上一个容易踩坑。 两块板子、两份程序、一串 MAC 地址，任何一处差一点点，现象都是"没反应"。你要是今天卡了两个小时，那太正常了——我见过的每一个人都卡过。

但你最后把它弄响了。而且你知道它为什么响。

下一节是最后一课，也是整门课的结课作品：我们要盖一座纸皮房子，把温湿度、光线、距离、屏幕、舵机全塞进去，让它自己看、自己想、自己做。

前面三十六节课学的每一个零件，那一课都要用上。我们把它攒成一个完整的东西。