一、项目基础信息

1. 项目定位

Aether 是由 EnriqueVeyra 维护、Syntropy Labs 推出的全开源、本地优先室内高精度空气质量监测设备，硬件（PCB、3D 外壳）、固件、网页控制台全部开源，面向 DIY 爱好者、智能家居玩家、室内环境监测使用者。

设备核心设计思路：完全本地运行、无云端强制依赖、兼容 HomeAssistant 智能家居、超低功耗电子墨水屏长期显示。

2. 核心硬件平台

主控：ESP32-C3 Wi-Fi 蓝牙 MCU

传感单元：Sensirion SEN66 六合一专业环境传感器

显示单元：3.7 英寸 416×240 黑白电子墨水屏

3. 可测量全部环境参数

• 气体指标：CO₂浓度、VOC 综合指数、NOₓ氮氧化物指数

• 颗粒物：PM1.0、PM2.5、PM4.0、PM10

• 温湿度：环境温度、相对湿度（支持℃/℉切换）

二、核心功能详细拆解

（一）传感与显示系统

1. SEN66 一体化高精度传感

   SEN66 是盛思锐工业级集成传感器，将红外颗粒物检测、CO₂红外检测、VOC/NOx 电化学传感、温湿度探头集成在单模块，相比分体传感器有三大优势：

   • 统一风道设计，避免多传感器气流偏差，数据一致性更高

   • 原厂出厂校准，无需用户手动多传感器校准

   • 单模块排线，整机布线极简，DIY 组装门槛低

2. 电子墨水屏本地永久显示

   • 3.7 寸大尺寸墨水屏，416×240 高分辨率，所有测量数据一屏完整展示

   • 零蓝光、静态画面不耗电，设备静置时屏幕不刷新也能留存读数

   • 仅在数据更新时局部刷新，整机功耗极低，可改造电池离线使用

3. 侧边实体按键交互

   • 短按：切换主数据界面 / 设备信息界面

   • 长按（正常界面）：进入恢复出厂确认界面

   • 长按（重置界面）：确认执行设备重置，清空 WiFi 与所有配置

（二）网络与本地访问能力

1. 离线独立工作模式（核心设计亮点）

   设备不强制依赖 Wi-Fi，断电重启后无网络也可完整运行：屏幕持续刷新所有传感数据，仅丢失局域网 Web 面板、智能家居对接、OTA 升级功能，基础监测功能不受影响。

2. Wi-Fi 一键配网

   • 首次上电自动生成 aether-XXXX 开放式热点

   • 手机连接热点后自动弹出门户配网页面，填写家庭 Wi-Fi 即可完成联网，无需电脑操作

3. 局域网本地 Web 仪表盘

   联网后通过 aether-XXXX.local 或设备内网 IP 访问内置网页，功能：

   • 实时可视化所有传感器读数

   • 一键切换摄氏 / 华氏温度单位

   • 查看当前固件版本、设备运行状态

   • 网页端一键触发 OTA 固件升级

     所有数据仅在局域网流转，不上传第三方云端，隐私完全本地可控。

（三）智能家居集成 & 开放 API

1. 原生 ESPHome，无缝对接 HomeAssistant

   固件基于 ESPHome 开发，设备接入局域网后 HomeAssistant 可自动发现设备，无需额外网关、无需第三方插件：

   • 自动同步全部传感器实体（CO₂、PM2.5、温湿度等）

   • 支持 HA 内自动化、仪表盘可视化、报警提醒（如 CO₂超标推送通知）

2. 开放 HTTP JSON API，支持二次开发对接

   内置标准化接口，可对接自定义服务器、本地监控程序、第三方智能家居平台：

   • GET /api/state：获取 JSON 格式全部实时传感数据、设备运行状态

   • POST /api/unit_c / POST /api/unit_f：远程切换温度显示单位

   • POST /api/update_firmware：远程触发固件 OTA 升级

（四）多渠道固件升级方案

1. WebUSB 网页烧录（全新设备 / 变砖修复）

   通过浏览器 USB 直连设备，无需安装串口驱动，完整刷写工厂固件，清空所有配置，适合第一次组装完成、设备固件损坏修复场景。

2. OTA 在线增量升级（日常更新）

   设备联网后，本地 Web UI 或 HomeAssistant 内一键升级，自动保留 WiFi、温度单位等用户配置，无需重新配网。

3. HomeAssistant 后台远程升级

   设备在线时，可直接在 HomeAssistant 设备面板发起升级，无需访问本地网页。

三、硬件体系完整说明

1. 基础必备物料清单

2. 屏幕兼容拓展能力

PCB 采用通用 24Pin FPC 墨水屏标准接口，硬件兼容 SSD1680、UC8151D、IL0373 驱动芯片的 3.7 寸墨水屏，但改造需完成两点修改：

1. 固件内修改 GxEPD2 屏幕驱动类，匹配对应屏幕控制器

2. 修改外壳 3D 模型尺寸，适配替代屏幕外形

   完整兼容型号、固件修改教程见仓库 display-compatibility.md 文档。

3. 整机标准化组装流程

全程无需焊接，全部模块化插接组装，共 7 步标准流程：

1. 将 SEN66 传感器压入 3D 打印外壳内部卡槽

2. FPC 软排线连接电子墨水屏与主板 PCB

3. 将 PCB 整体压入外壳腔体定位槽

4. 插接 6 针 JST-GH 排线，连通主板与传感器

5. 将电子墨水屏放置于 PCB 上方定位区域

6. 扣合屏幕上盖，固定屏幕位置

7. 外壳底部使用两颗 M3 螺丝锁紧整机

四、固件开发与烧录教程

1. 成品设备（Syntropy Labs 采购）

出厂已预烧录完整固件、硬件校准完成，到手仅需配网即可直接使用。

2. 全新 DIY 设备完整烧录（工厂全刷）

1. USB 数据线连接设备与电脑

2. 打开项目内置 WebUSB 烧录网页（www目录网页）

3. 浏览器授权 USB 设备访问，选择Factory flash完整固件刷写

4. 保持页面打开直至进度完成，设备自动重启

3. 已有设备增量升级（保留配置 OTA）

1. USB 连接设备，打开 WebUSB 烧录页面

2. 选择Update firmware模式，仅更新固件，保留 WiFi、温度单位等所有用户设置

4. 自定义固件二次开发环境

项目完整 ESPHome 开源工程，本地编译自定义固件流程：

bash

运行

# 拉取完整仓库代码
git clone https://github.com/EnriqueVeyra/aether.git
cd aether/firmware
# 校验配置文件
esphome config aether.yaml
# 编译并烧录自定义固件
esphome run aether.yaml

可自由修改屏幕显示界面、报警阈值、按键逻辑、自定义 API 等功能。

五、使用操作逻辑详解

1. 基础运行逻辑

设备上电后自动读取 SEN66 传感器数据，实时刷新电子墨水屏；离线模式仅关闭网络相关功能，传感、屏幕显示不受任何限制。温度支持摄氏度、华氏度两种显示单位，可通过按键或 Web 页面切换。

2. 网络配网流程

1. 全新设备上电，自动开启 aether-XXXX 开放热点

2. 手机 Wi-Fi 连接该热点，自动跳转配网门户页面

3. 输入家庭 Wi-Fi 名称、密码，提交后设备自动重启接入内网

4. 配网失败会重新生成热点，循环等待配网操作

六、开源许可协议

本项目全部资源（硬件 PCB 图纸、3D 外壳模型、固件源代码、网页前端）统一采用 CC BY-NC-SA 4.0 知识共享协议（署名 - 非商业 - 相同方式共享）

七、项目核心优势总结

1. 全链路开源无闭源组件：从机械外壳、硬件电路板、底层固件、网页控制台全部开放，无私有加密模块，用户完全自主可控。

2. 本地优先隐私设计：无强制云端上传，所有数据仅存储在局域网内，适合重视室内环境数据隐私的用户。

3. 专业级传感精度：Sensirion 原厂一体化传感器，远超低成本分体模块的长期稳定性与测量精度。

4. 超低功耗静态显示：电子墨水屏设计，无需持续刷新，支持电池供电改造，可脱离市电摆放。

5. 智能家居生态友好：原生 ESPHome 架构，零配置接入 HomeAssistant，适配绝大多数本地智能家居系统。

6. DIY 友好模块化设计：整机无焊接组装，全部插接式结构，硬件物料可自行打板、3D 打印自制，门槛低。

7. 灵活拓展性：支持替换多款电子墨水屏，开放 HTTP API 可对接任意本地监控系统，固件支持自由二次开发定制功能。

八、项目地址

https://github.com/EnriqueNeyra/aether