行空板 K10 打造桌面级性能仪表盘

一行命令，把电脑的 CPU、内存、显卡温度、网速全部搬到一块 240×320 的小屏幕上实时跳动。

## 1. 计算机信息呈现桌面级性能仪表盘

我用python psutil库提取pc运行参数，结合行空板 K10板（ESP32-S3 + ILI9341 屏幕），把它变成一个摆在桌上的性能监视器。三天写代码加两天跟 Windows 温度 API 死磕之后，呈现的效果如下：





## 2. 整体架构

```
┌──────────────────────┐     WiFi HTTP POST      ┌────────────────────┐
│  PC (Python/psutil)  │ ──────────────────────▶  │  K10 (ESP32-S3)    │
│                      │     /stats 端点           │                    │
│  CPU 使用率/频率      │                          │  WebServer :80     │
│  CPU 温度 (WMI)      │                          │  ILI9341 240×320   │
│  GPU 温度 (nvidia)   │                          │  LovyanGFX 渲染    │
│  RAM / Disk / Net    │                          │  efontCN_16 中文   │
│  电池 / 运行时长      │                          │  NVS 存 WiFi 配置  │
└──────────────────────┘                          └────────────────────┘
```

PC 端每秒用 **psutil** 采一次数据，打包成 JSON，HTTP POST 到 K10 的 `/stats`。K10 收到马上刷新屏幕。没什么花哨的。

## 3. Python 端：psutil 怎么采数据

### 3.1 psutil 能拿到什么

`psutil` 是 Python 下最老的系统监控库，跨平台，一行 `pip install psutil` 就能用。这个项目用到的 API：

| API | 拿什么 | 实际输出 |
|-----|-------|---------|
| `psutil.cpu_percent(interval=0.5)` | CPU 使用率 | `12.3` (%) |
| `psutil.cpu_freq()` | CPU 频率 | `3200` (MHz) |
| `psutil.virtual_memory()` | 内存总量/已用 | `63.4GB / 14.7GB` |
| `psutil.disk_usage('C:\\')` | 磁盘用量 | `48.3%` |
| `psutil.net_io_counters()` | 网络累计字节 | 两次采样做差 |
| `psutil.sensors_battery()` | 电池百分比/充电状态 | `71%, plugged` |
| `psutil.boot_time()` | 开机时间戳 | 算出运行时长 |

注意 `cpu_percent` 需要 `interval=0.5` 才会有准确读数，否则第一次返回 0。`net_io_counters` 返回的是累计值，算实时速率需要两次采样相减除以时间间隔，这个搞嵌入式计时的应该秒懂。

完整采集函数大概长这样：

```python
def get_stats():
    cpu_percent = psutil.cpu_percent(interval=0.5)
    cpu_freq = int(psutil.cpu_freq().current)
    cpu_temp = _get_cpu_temp()    # 下面细说
    gpu_temp = _get_gpu_temp()    # 下面细说

    mem = psutil.virtual_memory()
    ram_pct  = round(mem.percent, 1)
    ram_used = round(mem.used / 1024**3, 1)
    ram_total = round(mem.total / 1024**3, 1)

    disk = psutil.disk_usage('C:\\')

    battery = psutil.sensors_battery()
    bat_pct = int(battery.percent) if battery else -1

    return {"cpu": cpu_percent, "freq": cpu_freq, ...}
```

### 3.2 温度采集，这才是最坑的

#### CPU 温度

跑第一版的时候，控制台安静地打印 `cpu_temp=-1`。看了一眼代码，`psutil.sensors_temperatures()` 返回空。查了才知道，**psutil 7.x 把这个函数给移除了**。

然后我就开始了漫长的 Windows WMI 探险：

第一站：`MSAcpi_ThermalZoneTemperature`，在 `root/wmi` 命名空间下。API 很标准，返回值是 0.1K。但一跑就报 `拒绝访问`。需要管理员权限。

第二站：翻微软文档翻到了 `Win32_PerfFormattedData_Counters_ThermalZoneInformation`，在 `root/cimv2` 下面。不用管理员。返回值是 **0.1°C**（注意单位，不是 0.1K），直接 `/10.0` 就是摄氏度。凌晨两点终于看到 `temp=32` 的时候，那种感觉懂的都懂。

于是温度采集变成了三级回退：

```python
def _get_cpu_temp():
    # 1. psutil 老版本
    try: return int(psutil.sensors_temperatures()['coretemp'][0].current)
    except: pass

    # 2. MSAcpi — 要管理员
    out = subprocess.run(['powershell', '-Command',
        '(Get-CimInstance -Namespace root/wmi '
        '-ClassName MSAcpi_ThermalZoneTemperature).CurrentTemperature'],
        capture_output=True, text=True)
    if out.stdout.strip():
        return int(float(out.stdout.strip()) / 10.0 - 273.15)

    # 3. ThermalZoneInformation — 不！用！管！理！员！
    out = subprocess.run(['powershell', '-Command',
        '(Get-CimInstance -Namespace root/cimv2 -ClassName '
        'Win32_PerfFormattedData_Counters_ThermalZoneInformation).Temperature'],
        capture_output=True, text=True)
    if out.stdout.strip():
        return int(float(out.stdout.strip()) / 10.0)  # 0.1°C

    return -1
```

#### GPU 温度

这个简单到离谱。只要你装了 NVIDIA 驱动，一行 `nvidia-smi` 搞定：

```python
def _get_gpu_temp():
    out = subprocess.run(
        ['nvidia-smi', '--query-gpu=temperature.gpu',
         '--format=csv,noheader'],
        capture_output=True, text=True
    )
    return int(out.stdout.strip()) if out.stdout.strip() else -1
```

没有 NVIDIA 显卡就返回 `-1`，K10 那端看到 `-1` 就不画 GPU 温度。不会崩。

## 4. K10 端：固件做了什么

硬件就一块行空板 K10（ESP32-S3, 16MB Flash, 8MB PSRAM），屏幕 ILI9341 240×320，背光走 XL9535。K10 固件主要干三件事：

1. **WebServer** 在 80 端口跑着，收 PC 的 `/stats` POST 请求，收到就刷屏
2. **LovyanGFX** 驱动屏幕，`efontCN_16` 内置中文字体画标签，英文数字画进度条和数值
3. **配网系统** 独立跑一套 WiFi 管理逻辑，下面细说

K10 代码已经不短了（编译出来 1.28MB），好在合并固件直接烧，不用从头搭。如果感兴趣细节，项目里有完整 `.ino` 源码。

## 5. 配网：扫码太麻烦，那就扫 WiFi

传统 ESP32 配网就两种路子：SmartConfig（用手机 App 广播 WiFi 密码，时灵时不灵）、手动敲 SSID（手机键盘打中文 WiFi 名，谁试谁知道）。PC Pulse 用的是第三种：**AP 回退 + 网页扫描选网**。

### 5.1 整体流程

K10 上电后的 WiFi 决策树：

```
上电 → 读 NVS 里的 WiFi 配置
  ├─ 有配置 → WiFi.begin() 连路由器
  │   ├─ 连上了 → 正常模式，屏幕显示 IP
  │   └─ 连不上（超时 15 秒）→ 开 AP
  └─ 没配置 → 开 AP（首次使用）
```

AP 热点固定 `PC-Pulse`，密码 `12345678`。手机连上后打开 `192.168.4.1` 就能配网。配完点保存，K10 把 SSID 和密码写入 NVS 的 `k10mon` 命名空间，然后 `ESP.restart()` 自动重启，下次上电走第一条分支直连路由器。

### 5.2 K10 端两个 API

配网页不是写死的 HTML，是前后端分离的：

**`GET /scan`** — 调 `WiFi.scanNetworks()` 同步扫描周围 WiFi，返回 JSON 数组：

```json
[
  {"s": "MyWiFi_5G",    "r": -45, "e": 1},
  {"s": "TP-LINK_2.4G", "r": -72, "e": 1},
  {"s": "Starbucks",    "r": -88, "e": 0}
]
```

三个字段的意思：`s` = SSID，`r` = 信号强度 RSSI（越接近 0 越强），`e` = 是否需要密码（1 加密 / 0 开放）。最多返回 30 个，`WiFi.scanDelete()` 及时释放内存。

**`GET /saved`** — 从 NVS 里读出上一次保存的 SSID：

```json
{"ssid": "MyWiFi_5G", "has": true}
```

页面加载时先调这个，如果有已存的 SSID 就直接预填到输入框里，省得再扫一遍。

### 5.3 配网页的前端

整个 HTML 页面塞在 `.ino` 的 `PROGMEM` 区，不占 ESP32 的运行内存。打开以后做的事：

1. 页面加载完，先 `fetch('/saved')` 查有没有存过的 SSID，有就填上
2. 然后 `fetch('/scan')` 拿到 WiFi 列表，遍历渲染
3. 每条 WiFi 用三个指标展示：**SSID 名称**、**信号强度**（用 CSS 画绿/黄/红点的简版信号条）、**
## 6. 上手流程

三步走：烧固件 → 配网拿 IP → 启动 PC 端。

### 6.1 下载固件

合并好的固件已上传到天翼云盘，直接下载烧录即可：

> 链接：https://cloud.189.cn/t/J3aIbmniEFfa
> 访问码：`uax0`

文件是 `PC_Pulse_K10_merged.bin`，4MB，含 bootloader + 分区表 + 完整固件。

### 6.2 烧录

用 esptool 写 `0x0` 地址就行。Windows 用户打开 ESP32 烧录工具（如 ESP Flash Download Tool），选 ESP32-S3、地址填 `0x0`，加载合并固件，点 Start。

命令行的话：

```bash
esptool.py --chip esp32s3 --port COM7 write_flash 0x0 PC_Pulse_K10_merged.bin
```

烧完 K10 自动重启，屏幕亮起。

### 6.3 配网

首次上电 K10 自动开 AP 热点（`PC-Pulse` / `12345678`）。手机连上去，浏览器打开 `192.168.4.1`，扫一圈选你的 WiFi，输密码，保存。K10 自动重启连上路由器，**屏幕上会显示 IP 地址**（比如 `192.168.3.53`）。

> 配网细节见第 5 节，全程不用敲一行代码。

### 6.4 启动 PC 端

拿到 K10 的 IP 之后，在 PC 上：

```bash
cd PC_Pulse
uv sync
uv run python main.py 192.168.3.53    # 换成屏幕上的 IP
```

环境变量也可以：`K10_IP`, `K10_PORT`, `UPDATE_INTERVAL`。跑起来后 PC 端每秒推一次数据，K10 屏幕实时刷新。

## 7. 花了两天踩出来的经验

- **psutil 版本**：升级到 7.x 之后 `sensors_temperatures()` 就没了。官方没在任何 changelog 里提，我是对着空返回值发了一下午呆才发现的。
- **Windows WMI 有两个坑**：`root/wmi` 下面的类大多要管理员权限，而且单位是 0.1K 不是 0.1°C。`root/cimv2` 下的 `ThermalZoneInformation` 两个问题都没有，一开始不知道，走了一大圈弯路。
- **LovyanGFX** 的 `efontCN_16` 是白送的，不用另外搞字库。16px 在 240px 宽的屏幕上刚好，再大就挤了。
- **配网**：扫列表比手工输入好一万倍。而且把 HTML 放 PROGMEM 里完全不占运行内存，WiFi 扫描 API 返回 JSON 而不是 HTML 片段，前后端分得清清楚楚。