定时调度

定时调度

概述

本节介绍如何在 ESP32 音频播放器中实现基于时间的自动调度功能。学习完成后，您将能够：

• 在 ESP32 上实现精准的时间同步
• 配置定时播放和停止逻辑
• 实现工作日和节假日的差异化调度
• 通过 MQTT 远程修改调度计划

前置要求

在开始本节之前，请确保：

• 已完成播放状态管理
• 了解 ESP32 的 NTP 时间同步功能
• 了解基本的 cron 表达式或定时触发概念

Time Sync with NTP

NTP Time Synchronization

ESP32 通过 NTP（Network Time Protocol）从互联网获取精确时间：

#include <time.h>

// NTP 配置
const char* ntpServer = "pool.ntp.org";
const long gmtOffset_sec = 3600;     // UTC+1 (中欧时间)
const int daylightOffset_sec = 3600; // 夏令时偏移

void syncTime() {
  configTime(gmtOffset_sec, daylightOffset_sec, ntpServer);

  Serial.println("正在同步 NTP 时间...");

  time_t now;
  struct tm timeinfo;

  int retry = 0;
  while (!getLocalTime(&timeinfo) && retry < 10) {
    Serial.print(".");
    delay(1000);
    retry++;
  }

  if (retry < 10) {
    Serial.println("\n时间同步成功");
    Serial.printf("当前时间: %04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n",
                  timeinfo.tm_year + 1900,
                  timeinfo.tm_mon + 1,
                  timeinfo.tm_mday,
                  timeinfo.tm_hour,
                  timeinfo.tm_min,
                  timeinfo.tm_sec);
  } else {
    Serial.println("\n时间同步失败，使用上次保存的时间");
  }
}

// 每日重新同步（防止时间漂移）
void dailyTimeResync() {
  static unsigned long lastSync = 0;
  if (millis() - lastSync > 86400000) {  // 24 小时
    syncTime();
    lastSync = millis();
  }
}

Schedule Configuration

Schedule Structure

struct ScheduleEntry {
  int hour;           // 0-23
  int minute;         // 0-59
  int action;         // 0=停止, 1=播放, 2=切换电台
  int stationIndex;   // 电台索引（当 action==2 时有效）
  int volume;         // 目标音量
  int weekdays;       // 位掩码: 0x7F = 每天, 0x1F = 工作日
  const char* description; // 描述文本
};

// 位掩码定义
#define MON (1 << 0)
#define TUE (1 << 1)
#define WED (1 << 2)
#define THU (1 << 3)
#define FRI (1 << 4)
#define SAT (1 << 5)
#define SUN (1 << 6)

#define WORKDAYS (MON | TUE | WED | THU | FRI)
#define WEEKENDS (SAT | SUN)
#define EVERYDAY (WORKDAYS | WEEKENDS)

// 默认调度计划
ScheduleEntry schedule[] = {
  {6, 0, 1, 0, 40, WORKDAYS, "工作日：起床晨间新闻"},
  {7, 30, 2, 1, 60, WORKDAYS, "工作日：背景音乐"},
  {12, 0, 1, 2, 50, WORKDAYS, "午休：轻音乐"},
  {13, 0, 2, 1, 60, WORKDAYS, "下午：背景音乐"},
  {17, 0, 0, 0, 0, WORKDAYS, "工作日结束：关闭广播"},
  {8, 0, 1, 1, 40, WEEKENDS, "周末：休闲音乐"},
  {21, 0, 0, 0, 0, EVERYDAY, "夜间：关闭广播"},
};

const int scheduleCount = sizeof(schedule) / sizeof(schedule[0]);

Schedule Manager

Schedule Execution

class ScheduleManager {
private:
  ScheduleEntry* entries;
  int entryCount;
  int lastExecuted;  // 防止重复执行

public:
  ScheduleManager(ScheduleEntry* schedule, int count)
    : entries(schedule), entryCount(count), lastExecuted(-1) {}

  // 检查并执行调度
  void checkAndExecute() {
    time_t now;
    struct tm timeinfo;
    time(&now);
    localtime_r(&now, &timeinfo);

    int currentHour = timeinfo.tm_hour;
    int currentMinute = timeinfo.tm_min;
    int currentWeekday = timeinfo.tm_wday;  // 0=周日, 1=周一, ...

    // 将 wday 转换为我们的位掩码
    int weekdayBit = 1 << ((currentWeekday + 6) % 7);

    for (int i = 0; i < entryCount; i++) {
      // 检查时间和日期的匹配
      if (entries[i].hour == currentHour &&
          entries[i].minute == currentMinute &&
          (entries[i].weekdays & weekdayBit) &&
          i != lastExecuted) {

        executeEntry(entries[i]);
        lastExecuted = i;
        break;
      }
    }

    // 分钟变化后重置 lastExecuted，允许下次执行
    static int lastMinute = -1;
    if (currentMinute != lastMinute) {
      lastMinute = currentMinute;
      lastExecuted = -1;
    }
  }

  // 执行调度条目
  void executeEntry(const ScheduleEntry& entry) {
    Serial.printf("⏰ 执行调度: %s (%02d:%02d)\n",
                  entry.description, entry.hour, entry.minute);

    // 发布调度事件
    String eventMsg = String("{\"event\":\"schedule_trigger\",") +
                      "\"description\":\"" + entry.description + "\"," +
                      "\"hour\":" + entry.hour + "," +
                      "\"minute\":" + entry.minute + "}";
    mqttClient.publish("factory/broadcast/schedule/event", eventMsg.c_str());

    switch (entry.action) {
      case 0: // 停止
        player.stop();
        break;

      case 1: // 播放
        setVolume(entry.volume);
        player.play(stationURLs[entry.stationIndex]);
        break;

      case 2: // 切换电台
        setVolume(entry.volume);
        switchStation(entry.stationIndex);
        break;
    }
  }

  // 获取当前生效的调度（用于状态上报）
  int getActiveScheduleIndex() {
    // 查找最近执行的调度
    if (lastExecuted >= 0 && lastExecuted < entryCount) {
      return lastExecuted;
    }
    return -1;
  }
};

Remote Schedule Management

MQTT Schedule Update

// MQTT Topic: factory/broadcast/schedule/update
// JSON 格式:
// [
//   {"hour":6,"minute":0,"action":1,"station":0,"volume":40,"days":"workdays","desc":"晨间新闻"},
//   ...
// ]

void handleScheduleUpdate(const char* jsonPayload) {
  DynamicJsonDocument doc(2048);
  DeserializationError error = deserializeJson(doc, jsonPayload);

  if (error) {
    Serial.printf("调度配置 JSON 解析失败: %s\n", error.c_str());
    return;
  }

  JsonArray newSchedule = doc.as<JsonArray>();
  int count = newSchedule.size();

  if (count > 50) {
    Serial.println("调度条目过多（超过 50 条）");
    return;
  }

  // 更新调度计划
  for (int i = 0; i < count; i++) {
    JsonObject entry = newSchedule[i];
    // 解析并更新调度数组（需在 SPIFFS 或 Preferences 中持久化）
  }

  Serial.printf("调度计划已更新: %d 条\n", count);

  // 发布确认
  mqttClient.publish("factory/broadcast/schedule/status",
                     "{\"status\":\"updated\",\"entries\":" + String(count) + "}");
}

Holiday Calendar Integration

Holiday Schedule Override

// 节假日配置（通过 MQTT 下发）
struct HolidayEntry {
  int month;
  int day;
  const char* description;
};

HolidayEntry holidays[] = {
  {1, 1, "元旦"},
  {5, 1, "劳动节"},
  {10, 1, "国庆节"},
  {12, 25, "圣诞节"},
};

bool isHoliday(struct tm* timeinfo) {
  for (const auto& h : holidays) {
    if (h.month == timeinfo->tm_mon + 1 &&
        h.day == timeinfo->tm_mday) {
      return true;
    }
  }
  return false;
}

// 节假日使用特殊调度
ScheduleEntry holidaySchedule[] = {
  {8, 0, 1, 0, 30, MON, "节假日：低音量晨间广播"},
  {21, 0, 0, 0, 0, MON, "节假日：关闭广播"},
};

Pre-sales Key Points

定时调度能力

功能	实现方式	买家价值
自动开关机	定时调度	”广播系统无需人工操作，自动运行”
工作日/周末差异化	日期匹配	”工作日班前播放，节假日关闭”
内容定时切换	电台切换	”不同时段播放不同内容”
远程修改计划	MQTT 下发	”可在办公室远程修改车间广播计划”
定时音量调节	音量预设	”午休自动降低音量”

Summary

本节介绍了基于时间的调度功能：

1. NTP 时间同步：ESP32 通过 NTP 协议从互联网获取精确时间
2. 调度条目：配置时间、动作、电台、音量、日期掩码
3. 调度管理器：分钟级精度检查和执行调度计划
4. 远程管理：通过 MQTT 下发新的调度配置
5. 节假日支持：可配置节假日特殊调度