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[ESP8266/ESP32] ESP32+C4002 毫米波雷达智能家居实测：人体存在感应声光...

本帖最后由 PY学习笔记于 2026-6-2 09:07 编辑

首先，感谢DFROBOT提供的C4002毫米波人体存在传感器模块。

我原本计划基于 ESPHome 制作一套智能家居方案，用于客厅人体存在感应，实现人在自动亮灯、人走自动熄灯，同时播报进出提示音。但 C4002 传感器检测灵敏度太高，客厅环境复杂、干扰多，设备始终判定区域内有人，无法完成空载校准。因此我将设备转移至书房使用，关闭房间门窗，构建干净的无干扰环境，顺利完成功能测试。

1、硬件介绍
1.1 C4002 毫米波雷达

C4002 是 DFRobot 推出的 24GHz 毫米波人体存在传感器模块。模块突破了传统PIR传感器只能检测大幅运动的局限，可在10x10m的有效检测范围内，同步侦测运动人体与静止/微动人体，并支持运动速度检测、运动方向识别（靠近/远离）及环境光检测功能。

工作频率为 24GHz~24.25GHz
检测距离：运动最远 11 米、微动 / 静止最远 10 米，支持参数配置
可检测人体运动、静止存在状态，同时识别运动方向与运动速度
探测角度：120°×120°
采用 UART 通信接口，波特率 115200bps
模块内置光照传感器，检测范围 0~50lux
整体尺寸为 22mm × 26mm

1.2 主控与外围

主控选用 ESP32-C3（4MB Flash），负责运行 ESPHome 程序以及 WiFi 通信
搭配 SSD1306 128×64 I2C OLED 显示屏，用来本地展示设备状态与探测距离
外接 MAX98357A I2S 功放模块，实现 RTTL 格式音频播报
搭载 LED 补光灯，接入 GPIO7 引脚，实现夜间人体感应亮灯功能

1.3 接线图

2、ESPHome 配置

2.1 组件修复：最大探测距离设置无效

官方提供的自定义组件C4002存在一处BUG，在 HA 中设置最大探测距离后，参数无法生效，雷达依旧可以探测到设定范围外的人员。经排查，组件初始化函数仅具备读取雷达参数的能力，无法向设备写入配置，我通过自定义组件修复了该问题。

2.2 组件新增：光照强度传感器

C4002 自带环境光传感器，会通过 UART 持续上传光照数据。官方组件虽然能够解析相关数据，但并未将其封装为 Home Assistant 可用实体。我在自定义组件中补充了光照强度传感器功能。

自定义组件详见我的仓库：https://github.com/pysn2012/esp32c3-pro.git

2.3 OLED 显示屏

设备搭载 OLED 显示屏，第一行展示设备状态，分为无目标、静止存在、运动中三种提示，第二行根据当前状态显示对应的探测距离。

# I2C 总线
i2c:
  - id: i2c_bus
    scl: GPIO6
    sda: GPIO5

# 显示屏 (Display): OLED
display:
  - platform: ssd1306_i2c
    id: oled128
    model: "SSD1306 128x64"
    i2c_id: i2c_bus
    address: 0x3C
    flip_x: false
    update_interval: 500ms
    lambda: |-
      it.fill(COLOR_OFF);
      // 第一行：目标状态
      it.printf(10, 10, id(cn_font), "状态：%s", id(target_status_text).state.c_str());
      // 第二行：根据状态显示对应距离
      //   运动中 → 显示运动距离（existTargetDist 会滞后）
      //   静止中 → 显示存在距离
      //   无目标 → 显示 --
      int status = id(target_status_sensor).state;
      if (status == 2) {
        // 运动中：显示运动距离
        if (!isnan(id(movement_distance_sensor).state)) {
          it.printf(10, 42, id(cn_font), "距离：%.1fm(M)", id(movement_distance_sensor).state);
        } else {
          it.printf(10, 42, id(cn_font), "距离：--(M)");
        }
      } else if (status == 1) {
        // 静止存在：显示存在距离
        if (!isnan(id(existing_distance_sensor).state)) {
          it.printf(10, 42, id(cn_font), "距离：%.1fm", id(existing_distance_sensor).state);
        } else {
          it.printf(10, 42, id(cn_font), "距离：--");
        }
      } else {
        it.printf(10, 42, id(cn_font), "距离：--");
      }
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2.4 音乐播报

设备借助 MAX98357A 模块播放 RTTTL 格式铃声，检测到人员进入时播放上行音阶，人员离开时播放下行音阶。

# I2S 音频总线
i2s_audio:
  - id: i2s_bus
    i2s_bclk_pin: GPIO3     # ← SCK
    i2s_lrclk_pin: GPIO4    # ← WS

# MAX 98357A
speaker:
  - platform: i2s_audio
    id: box_speaker
    i2s_audio_id: i2s_bus
    i2s_dout_pin: GPIO19
    dac_type: external
    sample_rate: 16000
    bits_per_sample: 16bit
    channel: right           # MAX 98357A默认是右声道
    buffer_duration: 100ms

# RTTTL 播放器
rtttl:
  id: rtttl_player
  speaker: box_speaker
复制代码

2.5 LED 灯

本次测试使用 GPIO7 外接的普通 LED 灯模拟智能灯具，设备会结合光照传感器数据，判断是否需要点亮灯光。

# LED 灯 (GPIO7)
output:
  - platform: gpio
    pin: GPIO7
    id: led_output

light:
  - platform: binary
    output: led_output
    name: "LED灯"
    id: led_light
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2.6 即时状态检测脚本

这是项目的核心逻辑，通过全局变量记录上一次的雷达状态，每 200 毫秒检测一次状态变化。

# 脚本：音乐播报 + LED灯控制
script:
  # 有人来了
  - id: on_arrive
    mode: single
    then:
      - rtttl.play:
          rtttl: "come:d=16,o=5,b=240:16c6,16e6,16g6,8c7"
      - if:
          condition:
            lambda: |-
              float lux = id(light_sensor).state;
              float threshold = id(light_threshold_lux);
              return !isnan(lux) && lux < threshold;
          then:
            - light.turn_on: led_light
            - logger.log:
                format: "光线暗，开启补光灯"
                tag: "c4002"
          else:
            - logger.log:
                format: "光线充足，无需补光"
                tag: "c4002"

  # 人离开
  - id: on_leave
    mode: single
    then:
      - rtttl.play:
          rtttl: "leave:d=16,o=5,b=240:16c7,16g6,16e6,8c6"
      - if:
          condition:
            light.is_on: led_light
          then:
            - light.turn_off: led_light
            - logger.log:
                format: "人已离开，关闭补光灯"
                tag: "c4002"

  # 状态变化检测
  - id: status_monitor
    mode: single
    then:
      - lambda: |-
          int raw = id(target_status_sensor).state;
          if (isnan(raw)) return;

          int prev = id(prev_raw_status);

          // 状态没变，跳过
          if (prev == raw) return;

          // 记录新状态
          id(prev_raw_status) = raw;

          // 刚启动时 prev<0，不触发
          if (prev < 0) return;

          // 无人(0) → 有人(1/2)
          if (prev == 0 && raw != 0) {
            ESP_LOGI("c4002", "检测到有人进入 (状态: %d)", raw);
            id(on_arrive).execute();
          }
          // 有人(1/2) → 无人(0)
          else if (prev != 0 && raw == 0) {
            ESP_LOGI("c4002", "检测到人已离开");
            id(on_leave).execute();
          }

# 定时器：每 200ms 检测一次状态变化
interval:
  - interval: 200ms
    then:
      - script.execute: status_monitor
复制代码