Trae SOLO对话式编程--改造宠物饮水机

国产化创客2026-06-01 17:06

夏天来了，人要多喝水，家里的宠物也要多喝水，但存在几个问题。

例如：

1、 我家的猫不喜欢喝固定盛水器里的水，有时偷喝水盆里水，有时喝地面的水。

2、买几 1-2 的饮水机，有时喝有时不喝，有时还喜欢扒拉机子，滤芯还要买指定的。

3、针对宠物喜欢喝流动、新鲜水的特性，网上又买了个 20 左右的饮水机，但水泵是通电后一直工作没有定时开关功能。

基础功能需求：

1、具有定时换水提示功能，保证水的新鲜度。

2、饮水机的水泵，自动模式，识别到宠物自动打开，否则自动关闭。

BOM 硬件元料表（总计：55 元）

如果不做后期功能扩展，目前功能使用 EPS32-C3 开发板（10 元）完全满足需求。

|--------|---------------------|--------|
| 序号 | 硬件型号 | 价格 |
| 1 | 饮水机 | 15 |
| 2 | ESP32-S3-N16R8 开发板 | 25 |
| 3 | 毫米波 LD02402 | 5 |
| 4 | 继电器模块 | 2 |
| 5 | 0.91寸OLED液晶屏SSD1306 | 8 |

后期可扩展功能：

1、Web 界面： web 设置管理界面，手机访问管理

2、数据持久化：饮水数据统计与分析，通过毫米波统计时间段喝水次数，通过水位传感器统计喝水量

3、水温管理：通过温度传感器冬天进行水温测量，添加加热棒控制水温

4、水质管理：TDS 传感器实时测量饮用水水质显示，超标提醒。

5、自动加换水：通过另外大容量纯净水桶与水泵，实现自动加水、换水。

6、摄像头： ESP32-CAM 实现摄像头功能，宠物识别高级功能。

改装硬件的外壳使用 3D 打印机，自己设计打印。

一、宠物感知传感器选型分析

对猫、狗的感应，毫米波雷达通常比普通 PIR 更灵敏；但 PIR 可通过安装与调参实现 "宠物免疫"，而雷达很难彻底忽略小动物。

首先排除使用 HC-SR04 超声波，HC-SR04 测试时人体接近距离是有数据，宠物例如猫，测试时传感器是没有数据。原因如下：

  1. 猫毛发吸声波猫蓬松绒毛会直接吸收超声波，反射回波极弱，传感器收不到信号，直接测距失效。
  2. 体型小、曲面多猫身体弧度大，声波四散反射，没法原路回弹。
  3. 姿态低矮猫贴地、低头、蜷缩，超出超声波常规探测角度。
  4. 移动微动猫咪慢走、趴卧微动，测距逻辑容易判定无目标。

1、毫米波与 PIR原理差异（决定灵敏度）

  • PIR（被动红外） ：只检测移动的热源（8--14μm 红外），不发热 / 不动就无感。
    • 猫狗体温≈38℃，和人体接近，但体表面积小、热信号弱。
    • 依赖横向移动 + 温差；低矮、慢速、靠近地面的目标易被过滤。
  • 毫米波雷达（24GHz/60GHz） ：发射电磁波，靠多普勒效应 检测任何移动 / 微动 （包括呼吸、心跳），不依赖热量。
    • 对微小动作、慢速移动、近距离贴近地面的目标都敏感。
    • 能穿透薄布 / 玻璃，不受温度、光照、粉尘影响。

2、实际灵敏度对比（猫狗）

1. 普通 PIR（如 HC‑SR501）
  • 猫（3--7kg）：近距离（1--2m）快速走过 易触发；慢速 / 远处 / 蹲卧常无感。
  • 小型狗（<10kg）：类似猫；** 中型以上（>15kg）** 接近人体灵敏度。
  • 可 "防宠物"：调高安装高度（2.1--2.4m）+ 调低灵敏度，可忽略 10kg 以下宠物。
2. 毫米波雷达（24GHz 主流）
  • 猫：极强敏感 ------ 哪怕缓慢走动、蹲卧微动、呼吸 都能触发；0.1m 起即可检测。
  • 狗：全体型高敏感 ------ 从小型吉娃娃到大型犬，几乎无法过滤；调低灵敏度也难完全忽略。
  • 微动检测：能感知0.1mm 级微动，猫狗呼吸 / 轻微晃动都逃不过。

3、关键区别与选型建议

  • 灵敏度排序：毫米波雷达（极高） > 普通 PIR（中） > 防宠物 PIR（低）。
  • 能否区分人与宠物：
    • PIR：可通过安装 + 调参区分（过滤小宠物）。
    • 毫米波雷达：基本不能区分，对人和猫狗一视同仁；高端雷达可粗略按体型过滤，但效果有限。
  • 适用场景：
    • 要防宠物误触发 （如智能家居、安防）：选防宠物 PIR。
    • 要精准监测宠物活动 （如喂食器、猫砂盆）：选毫米波雷达。
    • 要人体 + 宠物全感知 （如无人存在检测）：选毫米波雷达。

二、 Trae SOLO 全自动 AI 开发平台

在进行物联网小型项目开发时，使用 SOLO 平台进行开发是非常好的应用场景。

Trae IDE 是 "你主导、AI 辅助" 的传统编辑器环境；Trae SOLO 是 "AI 主导、你提需求" 的全自动 AI 开发工作台，两者可以在同一个 Trae 客户端里切换。

1、核心定位：谁来主导？

  • IDE 模式（IDE Mode）
    • 角色：你是司机，AI 是副驾
    • 流程：你写代码、操作文件、调 Git、运行调试；AI 做补全、问答、改片段
    • 类比：VS Code + 强 AI 插件
  • SOLO 模式（SOLO Mode）
    • 角色：AI 是开发团队，你是产品 / 老板
    • 流程：你用自然语言说需求 → AI 自己拆任务、写代码、建目录、装依赖、运行、调试、出预览Trae
    • 类比：给一个高级 AI 工程师全权负责项目

2、界面布局完全不一样

  • IDE 模式界面（经典编辑器）
    • 左侧：文件树
    • 中间：代码编辑器
    • 右侧：AI 聊天 / 面板
    • 下方：终端、调试、问题
  • SOLO 模式界面（AI 任务工作台）
    • 左侧：任务列表 / Plan
    • 中间：对话 + 执行日志 + 预览
    • 右侧：工具 / 模型 / 配置

3、工作流差异

IDE 模式：传统开发 + AI 增强
  1. 自己新建 / 打开项目
  2. 手动创建文件、写代码
  3. AI 帮补全、解释、改代码片段
  4. 自己运行、调试、提交 Git
  5. 适合：精细控制、长期迭代、复杂业务逻辑
SOLO 模式：需求驱动，AI 全自动
  1. 输入一句话需求（可语音 / 截图）
  2. AI 生成项目结构、选技术栈、写所有代码
  3. 自动安装依赖、运行、打开预览
  4. 你只需要：提需求、确认、验收、微调
  5. 适合：快速原型、全栈小项目、不会写代码也能做

4、可用智能体（Agent）不同

  • IDE 模式可用
    • Chat：问答、改片段
    • Builder：生成项目 / 页面（轻量）
  • SOLO 模式可用
    • SOLO Coder：复杂项目全流程（架构→编码→调试→部署）
    • SOLO Builder：专门做 Web 应用，自动出 PRD + 代码 + 预览
    • 支持 Plan：AI 先出详细计划，你确认再执行

5、适合人群怎么选

  • 选 IDE 模式，如果你：
    • 是程序员，习惯 VS Code 工作流
    • 需要精细控制代码、调试、Git
    • 做大型 / 长期迭代项目
    • 要深度定制、二次开发
  • 选 SOLO 模式，如果你：
    • 产品 / 设计 / 运营，不会写代码
    • 想快速出原型、MVP、小应用
    • 不想管细节，只想 "说需求→要结果"
    • 做全栈项目、网站、工具类应用

6、总结

|--------|--------------|-------------------------|
| 维度 | IDE 模式 | SOLO 模式 |
| 主导者 | 开发者主导 | AI 主导 |
| 界面 | VS Code 经典布局 | AI 任务工作台 |
| 工作流 | 手动编码 + AI 辅助 | 自然语言需求 → AI 全流程 |
| 智能体 | Chat、Builder | SOLO Coder、SOLO Builder |
| 控制力 | 强（你说了算） | 弱（AI 说了算） |
| 上手难度 | 中等（需会基本编码） | 极低（会说话就行） |
| 典型场景 | 日常开发、大型项目 | 快速原型、全栈小应用 |

三、Trae SOLO 开发宠物饮水系统

输入项目开发的提示词，尽量详细与明确，特别是硬件模块的型号与接线。

开发基于 ESP32 S3 开发板宠物饮水机控制系统的 Arduino 程序：

1、硬件环境：ESP32S3开发板、继电器模块、LD2402 毫米波模块、SSD1306显示屏模块、WS2812LED灯

2、引脚说明：继电器（GPIO6）。HCLD2402（Tx--GPIO17,Rx--GPIO18）使用串口通信，接收字符串。SSD1306（SCL--GPIO15,SDA--GPIO16）IIC接口，分辨率128x32。WS2812LED灯（GPIO48)。

3、LD2402 毫米波模块，检测宠物接近饮水机时通过继电器打开送水开关，否则关闭送水开发。

4、WS2812LED灯，做为换水提示灯，用户每次断电后认为换了一次水，24小时内显示绿色，48小时内黄色，72小时内显示红色，超过72小时报警模式，红色闪烁。

5、SSD1306显示屏，第一行显示换水时间和继电器状态，第二行显示实时LD2402 数据。字符大小要适配分辨率，每行前面添加简化的示意图标。

完成！我已经为 ESP32 S3 开发板创建了完整的宠物饮水机控制系统 Arduino 程序。

1. 硬件通信架构

  • 继电器控制：GPIO6 控制送水开关
  • LD2402 毫米波：GPIO17/18 串口通信，接收检测数据
  • SSD1306 显示屏：GPIO15/16 I2C 接口，128x32 分辨率
  • WS2812 LED：GPIO48 控制状态指示灯

2. 核心功能实现

🔄 LD2402 毫米波检测
  • 实时接收串口数据并解析
  • 检测到宠物（数据>0）时自动开启继电器
  • 未检测到时自动关闭继电器
💧 WS2812 LED 换水提示

|----------|------------|--------|
| 时间范围 | LED 颜色 | 状态 |
| 0-24小时 | 🟢 绿色 | 正常 |
| 24-48小时 | 🟡 黄色 | 提醒 |
| 48-72小时 | 🔴 红色 | 警告 |
| >72小时 | 🔴 红色闪烁 | 报警模式 |

📺 SSD1306 显示屏界面

第一行：

  • 图标 + 换水时间（小时:分钟:秒）
  • 继电器 ON/OFF 状态

第二行：

  • 图标 + LD2402 实时数据

3. 数据持久化

  • 使用 ESP32 Preferences 库存储换水时间
  • 系统每次上电自动检查存储状态
  • 支持 manualWaterChange() 函数手动标记换水

4. 代码特点

  • ✅ 完整的中文注释
  • ✅ 模块化设计，易于维护
  • ✅ 串口调试输出（115200波特率）
  • ✅ 自动状态管理和LED闪烁控制
  • ✅ 适配 128x32 分辨率的优化图标绘制

📁 文件位置

代码已保存至：pet_water_fountain.ino

🔧 需要的库

  • Adafruit_GFX
  • Adafruit_SSD1306
  • Adafruit_NeoPixel
  • Preferences (ESP32内置)

如需添加手动换水按钮或串口命令支持，可以进一步完善！

复制代码 
#include <Arduino.h>
#include <HardwareSerial.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <Adafruit_NeoPixel.h>
#include <Preferences.h>

#define RELAY_PIN 6
#define LD2402_TX 17
#define LD2402_RX 18
#define LED_PIN 48
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 32
#define OLED_SDA 16
#define OLED_SCL 15
#define LED_COUNT 1

HardwareSerial ld2402Serial(2);
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1);
Adafruit_NeoPixel strip(LED_COUNT, LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
Preferences preferences;

enum LEDState {
    LED_GREEN,
    LED_YELLOW,
    LED_RED,
    LED_RED_BLINK
    };

enum RelayState {
    RELAY_OFF,
    RELAY_ON
    };

struct SystemState {
    unsigned long lastWaterChangeTime;
    bool petDetected;
    RelayState relayState;
    String ld2402Data;
    LEDState ledState;
};

SystemState systemState;

unsigned long getCurrentTimeMillis() {
    return millis();
}

unsigned long getTimeSinceWaterChange() {
    unsigned long lastChange = preferences.getULong("lastWaterChange", 0);
    if (lastChange == 0) {
        lastChange = getCurrentTimeMillis();
        preferences.putULong("lastWaterChange", lastChange);
    }
    return getCurrentTimeMillis() - lastChange;
}

void updateWaterChangeTime() {
    unsigned long current = getCurrentTimeMillis();
    preferences.putULong("lastWaterChange", current);
    systemState.lastWaterChangeTime = current;
}

void initLED() {
    strip.begin();
    strip.show();
    strip.setBrightness(255);
}

void setLEDState(LEDState state) {
    systemState.ledState = state;
}

void updateLED() {
    unsigned long hoursSinceChange = getTimeSinceWaterChange() / 3600000;

    if (hoursSinceChange < 24) {
        setLEDState(LED_GREEN);
        strip.setPixelColor(0, strip.Color(0, 255, 0));
    } else if (hoursSinceChange < 48) {
        setLEDState(LED_YELLOW);
        strip.setPixelColor(0, strip.Color(255, 255, 0));
    } else if (hoursSinceChange < 72) {
        setLEDState(LED_RED);
        strip.setPixelColor(0, strip.Color(255, 0, 0));
    } else {
        setLEDState(LED_RED_BLINK);
        static bool blinkState = false;
        blinkState = !blinkState;
        if (blinkState) {
            strip.setPixelColor(0, strip.Color(255, 0, 0));
        } else {
            strip.setPixelColor(0, strip.Color(0, 0, 0));
        }
    }
    strip.show();
}

void initRelay() {
    pinMode(RELAY_PIN, OUTPUT);
    digitalWrite(RELAY_PIN, LOW);
    systemState.relayState = RELAY_OFF;
}

void setRelayState(RelayState state) {
    systemState.relayState = state;
    digitalWrite(RELAY_PIN, (state == RELAY_ON) ? HIGH : LOW);
}

void controlRelay(bool petDetected) {
    if (petDetected) {
        setRelayState(RELAY_ON);
    } else {
        setRelayState(RELAY_OFF);
    }
}

void initLD2402() {
    ld2402Serial.begin(115200, SERIAL_8N1, LD2402_RX, LD2402_TX);
}


void updateLD2402() {
    if (ld2402Serial.available()) {
        String line = ld2402Serial.readStringUntil('\n');
        line.trim();
    if (line.length() == 0) return;

    if (line == "OFF") {
      systemState.ld2402Data = "OFF";
      systemState.petDetected = false;
    } 
    else if (line.startsWith("distance:")) {
      systemState.ld2402Data = line.substring(9).toFloat();
      systemState.petDetected = true;
    }
    controlRelay(systemState.petDetected);
  }
}


void initDisplay() {
    Wire.begin(OLED_SDA, OLED_SCL);
    if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {
        Serial.println("SSD1306 allocation failed");
        return;
    }
    display.clearDisplay();
    display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
    display.display();
}

void drawWaterIcon(int x, int y) {
  display.fillRect(x, y + 2, 10, 12, SSD1306_WHITE);
  display.fillRect(x + 2, y, 6, 2, SSD1306_WHITE);
}

void drawRulerIcon(int x, int y) {
  display.fillRect(x, y, 12, 14, SSD1306_WHITE);
  display.drawLine(x + 2, y + 2, x + 2, y + 12, SSD1306_BLACK);
  display.drawLine(x + 6, y + 2, x + 6, y + 12, SSD1306_BLACK);
  display.drawLine(x + 10, y + 2, x + 10, y + 12, SSD1306_BLACK);
}


void updateDisplay() {
    
    unsigned long timeSinceChange = getTimeSinceWaterChange();
    unsigned long hours = timeSinceChange / 3600000;
    unsigned long minutes = (timeSinceChange % 3600000) / 60000;
    unsigned long seconds = (timeSinceChange % (1000 * 60)) / 1000;
    
    display.clearDisplay();
    
    display.setTextSize(1);
    display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
    
    drawWaterIcon(0, 0);
    
    display.setCursor(16, 0);
    char timeStr[16];
    sprintf(timeStr, "%02luH-%02luM-%02luS", hours, minutes, seconds);
    display.print(timeStr);
    
    display.setCursor(100, 0);
    if (systemState.relayState == RELAY_ON) {
        display.print("ON ");
    } else {
        display.print("OFF");
    }
    
    drawRulerIcon(0, 16);
    
    display.setTextSize(2);
    display.setCursor(16, 16);
   
    if (systemState.ld2402Data.length() > 0) {
        if (systemState.ld2402Data == "OFF") {
            display.print("OFF");
        } else {
            display.print("D:");
            display.print(systemState.ld2402Data);
        }
    } else {
        display.print("NODATA");
    }
    
    display.display();
}



void checkPowerOnReset() {
    unsigned long lastChange = preferences.getULong("lastWaterChange", 0);
    if (lastChange == 0 || (getCurrentTimeMillis() - lastChange) > 86400000 * 10) {
        updateWaterChangeTime();
    }
    systemState.lastWaterChangeTime = lastChange;
}

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    
    preferences.begin("petWater", false);
    
    checkPowerOnReset();
    
    initRelay();
    initLED();
    initLD2402();
    initDisplay();
    
    systemState.petDetected = false;
    systemState.ld2402Data = "";
    
    Serial.println("Pet Water Fountain System Initialized");
}

void loop() {
    unsigned long currentMillis = getCurrentTimeMillis();
    
    updateLD2402();
    
    static unsigned long lastLEDUpdate = 0;
    if (currentMillis - lastLEDUpdate >= 500) {
        lastLEDUpdate = currentMillis;
        updateLED();
    }
    
    static unsigned long lastDisplayUpdate = 0;
    if (currentMillis - lastDisplayUpdate >= 100) {
        lastDisplayUpdate = currentMillis;
        updateDisplay();
    }
    
    static unsigned long lastSerialUpdate = 0;
    if (currentMillis - lastSerialUpdate >= 500) {
        lastSerialUpdate = currentMillis;
        
        Serial.print("LD2402: ");
        Serial.print(systemState.ld2402Data);
        Serial.print(" | Detected: ");
        Serial.print(systemState.petDetected ? "Yes" : "No");
        Serial.print(" | Relay: ");
        Serial.println(systemState.relayState == RELAY_ON ? "ON" : "OFF");
    }
}

void manualWaterChange() {
    updateWaterChangeTime();
    Serial.println("Water changed manually!");
}
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