自动化剧集与动漫放送日期通知系统 - Arduino Nano 33 IoT + 树莓派

组件与材料

JLCPCB 定制 PCB	×1
Arduino Nano 33 IoT	×1
Raspberry Pi 3 Model B (或 Pi 4)	×1
Raspberry Pi 4 Model B (或 Pi 3)	×1
SparkFun Nokia 5110 屏幕	×1
Serial MP3 Player (OPEN-SMART)	×1
RGB 共阳极 LED	×1
MicroSD 卡	×2
220Ω 电阻	×12
6×6×5 轻触开关	×4
DC 电源插座 2.1mm	×1

所需工具

• 电烙铁 (通用)
• 热熔胶枪 (通用)

软件与在线服务

• Arduino IDE
• KiCad (PCB 设计)
• Notepad++ (代码编辑)

项目概述

虽有大量 Web/移动 App 追踪剧集放送日期，但我想从零构建硬件+软件一体的专用通知设备，具备多种特色功能。

系统架构

1. Web 应用 (PHP)：部署在树莓派 LAMP (MariaDB) 服务器，利用 TVMAZE REST API 按日期精准获取剧集信息。也提供免费在线版 (TheAmplituhedron) 供无树莓派用户使用。
2. Arduino Nano 33 IoT：通过 WiFi 定时轮询 Web 应用，解析返回数据，在 Nokia 5110 屏幕显示剧集信息，并播放对应片头曲。
3. 串口 MP3 模块：通过 UART 控制播放片头曲，增加 MP3 播放器模式，化身桌面摆件。

最终设计了一块复古电话造型的 PCB (TV Series / Anime Release Date Notifier)，感谢 JLCPCB 赞助。

步骤 1：PCB 设计与焊接

使用 KiCad 设计，Gerber 文件见附件，可直接在 JLCPCB 下单。焊接排针、按键、电阻、电源插座、RGB LED 等元件。

步骤 2：树莓派搭建 LAMP + MariaDB 服务器

新手可参考 树莓派官方教程。

1. sudo apt-get install apache2 -y 安装 Apache
2. 浏览器访问 https://localhost 或 hostname -I 获取的 IP 测试
3. sudo apt-get update && sudo apt-get install php -y 安装 PHP
4. sudo apt-get install mariadb-server php-mysql -y 安装 MariaDB
5. sudo mysql_secure_installation 安全初始化：设 root 密码为 bot，移除匿名用户、禁止远程 root 登录、删除测试库
6. 创建数据库 tvseries 并授权
7. sudo apt-get install php-curl 支持 file_get_contents() 调用 API
8. sudo service apache2 restart 重启生效

步骤 3：利用 TVMAZE API 获取剧集信息

TVMAZE 提供免费 REST API，使用 Episode by Date 接口：

GET https://api.tvmaze.com/shows/{tv_id}/episodesbydate?date=YYYY-MM-DD

需在 TVMAZE 搜索剧集获取 TV ID。示例列表：

• One Piece - TV ID: 1505
• My Hero Academia - TV ID: 13615
• Westworld - TV ID: 1371
• The Simpsons - TV ID: 83
• The Late Late Show - TV ID: 2831 (每日播放，适合测试)

步骤 4：开发 Web 应用 (TV Series / Anime Release Date Tracker)

PHP 应用含两文件：index.php (建表) 和 query.php (查询 API 并返回 Arduino 可解析格式)。

部署方法

1. 下载 TV-Series-Anime-Episode-Tracker.zip 解压
2. sudo mv ~/Downloads/TV-Series-Anime-Episode-Tracker/ /var/www/html/
3. 访问 https://localhost/TV-Series-Anime-Episode-Tracker/ 自动建表
4. 向 series 表插入数据：INSERT INTO series (series_name, tv_id, status) VALUES ('One Piece', '1505', 'Pending');
5. 访问 query.php 返回格式：%Series_Name%Season%Episode_Number%Episode_Name% (以 % 为分隔符)

无树莓派用户：使用在线版

访问 在线管理界面，提供图形化数据库操作，需订阅 TheAmplituhedron。

步骤 5：配置 Arduino Nano 33 IoT

• 安装 Arduino SAMD 核心支持
• 安装 WiFiNINA 库 (WiFi 连接)
• 安装 LCD5110_Basic 库 (Nokia 5110 驱动)
• 使用第二串口 Serial1 (RX0/TX1) 与 MP3 模块通信

步骤 6：串口 MP3 模块 (OPEN-SMART) 控制命令

MicroSD 卡格式化为 FAT16/32，建立 01 文件夹，歌曲命名为 001xxx.mp3、002xxx.mp3...。

核心 UART 命令 (均以 7E 开头，EF 结尾)：

选择 TF 卡:     7E 03 35 01 EF
播放第1首:     7E 04 41 00 01 EF
播放第2首:     7E 04 41 00 02 EF
... 以此类推
播放:          7E 02 01 EF
暂停:          7E 02 02 EF
下一首:        7E 02 03 EF
上一首:        7E 02 04 EF

Arduino 端封装 send_command_to_MP3_player() 函数通过 Serial1 发送字节数组。

步骤 7：Arduino 固件编程要点

• 包含库、配置 WiFi SSID/密码、树莓派 IP 与应用路径
• 初始化 Nokia 5110、定义图标图像、MP3 命令数组
• 菜单系统：Init Tracker / MP3 Player / Sleep 三模式，左右键切换，OK 键确认
• Init Tracker 模式：HTTP GET 请求 query.php，解析 % 分隔符字段，显示剧集信息、播放对应片头曲、RGB LED 显示剧集专属颜色
• MP3 Player 模式：按键控制上一首/下一首/暂停
• Sleep 模式：10 秒倒计时进入睡眠，RGB 呼吸灯作夜灯，退出键唤醒

接线对照表

Arduino Nano 33 IoT:
Nokia 5110:  D2-SCK, D3-MOSI, D4-DC, D5-RST, D6-CS
RGB LED:     D9-R, D10-G, D11-B
按键:        A0-Left, A1-OK, A2-Right, A3-Exit
DS3231(可选): A4-SDA, A5-SCL

模式与功能详解

A. Init Tracker (追踪模式)

• 连接 WiFi 后显示 Connected to WiFi!!!
• 进入菜单，选中 A.Init Tracker 按 OK
• 连接服务器成功显示 Connected to the server!!!
• 检测到新剧集：显示剧名、季数、集数、集名；播放片头曲；RGB 亮对应色(如 One Piece→红，My Hero Academia→绿)；长按 Exit 退出
• 无新剧集：显示 No Released Episode Detected :(，显示电视图标倒计时 10 秒后重新查询
• 每集仅通知一次(状态从 Pending 变 Released 防重复)

B. MP3 Player (音乐播放器)

• 显示音符图标，按键控制：Right-下一首，Left-上一首，OK-暂停，Exit-返回菜单

C. Sleep (睡眠/夜灯模式)

• 10 秒倒计时进入睡眠，LCD 关屏
• RGB 循环变色(红/绿/蓝/黄/紫，每色 500ms) 作夜灯
• Exit 键唤醒回菜单

成果展示

用热熔胶固定在书架上，运行完美！

核心代码文件

Series_Release_Date_Notifier.ino (Arduino 主程序)

// TV Series / Anime New Episode Release Date Notifier
// Arduino Nano 33 IoT - by Kutluhan Aktar
#include 
#include 
#include 

// WiFi 配置
char ssid[] = "[_SSID_]";
char pass[] = "[_PASSWORD_]";
IPAddress server(192, 168, 1, 22);  // 树莓派 IP
String application = "/TV-Series-Anime-Episode-Tracker/query.php";

// 使用在线版时替换为：
// char server[] = "www.theamplituhedron.com";
// String HEDRON = "[_HEDRON_]";
// String application = "/dashboard/TV-Series-Anime-Episode-Tracker/" + HEDRON;

WiFiClient client;  // 或 WiFiSSLClient (HTTPS)

LCD5110 myGLCD(2,3,4,5,6);
extern uint8_t SmallFont[], MediumNumbers[], tv[], music[];

// MP3 命令数组 (同上)
static int8_t select_SD_card[] = {0x7e, 0x03, 0X35, 0x01, 0xef};
static int8_t play_song_1[] = {0x7e, 0x04, 0x41, 0x00, 0x01, 0xef};
// ... play_song_2 到 play_song_5, play, pause, next_song, previous_song

volatile boolean TV = false, Music = false, Sleep = false, Activated = false;
#define B_Exit A3; #define B_Right A2; #define B_OK A1; #define B_Left A0
#define redPin 9; #define greenPin 10; #define bluePin 11

void setup() {
  // 引脚初始化、RGB熄灭、LCD初始化、Serial1(9600)启动MP3、选TF卡
  // WiFi连接循环，LCD显示连接状态
}

void loop() {
  read_buttons(); change_menu_options(); interface();
  if(TV) { /* 连接服务器、解析响应、显示播放、倒计时重查 */ }
  if(Music) { /* 绘制音符图标、按键控制MP3 */ }
  if(Sleep) { /* 10秒倒计时、进入睡眠、RGB呼吸灯、Exit唤醒 */ }
}

// 关键函数：按键读取、菜单切换、界面绘制、MP3发送、RGB调色
// 解析响应示例：
if(response.endsWith("%")) {
  int d1=response.indexOf("%"), d2=response.indexOf("%",d1+1);
  int d3=response.indexOf("%",d2+1), d4=response.indexOf("%",d3+1);
  String Series_Name = response.substring(d1+1, d2);
  String Season = response.substring(d2+1, d3);
  String Episode = response.substring(d3+1, d4);
  String Episode_Name = response.substring(d4+1, response.indexOf("%",d4+1));
  // 显示并根据 Series_Name 播放对应歌曲、设置RGB颜色
}

index.php (建表)

<?php
$conn = mysqli_connect("localhost", "root", "bot", "tvseries");
function checkDatabase($table, $conn) {
  return mysqli_num_rows(mysqli_query($conn, "SHOW TABLES FROM `tvseries` LIKE '$table'")) > 0;
}
function createTable($table, $conn) {
  if(!checkDatabase($table, $conn)) {
    $sql = "CREATE TABLE `$table`( id int(11) AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY NOT NULL, series_name varchar(255) NOT NULL, tv_id varchar(255) NOT NULL, status varchar(255) NOT NULL );";
    echo mysqli_query($conn, $sql) ? "Database Table Created!" : "Error!";
  } else echo "Database Table Found!";
}
createTable("series", $conn);
?>

query.php (查询 API 并返回数据)

<?php
error_reporting(0);
class query {
  const ROOT = "https://api.tvmaze.com/shows/";
  const PATH = "/episodesbydate?date=";
  public $conn, $table_name;
  
  public function define_user($conn, $table) { $this->conn=$conn; $this->table_name=$table; }
  
  private function check_ep_release_date($API_ID, $series_name, $status) {
    $date = date("Y-m-d");
    $URL = self::ROOT.$API_ID.self::PATH.$date;
    if($get_content = json_decode(file_get_contents((String)$URL))) {
      if($status != "Released") {
        echo "%".$series_name."%".$get_content[0]->season."%".$get_content[0]->number."%".$get_content[0]->name."%";
        mysqli_query($this->conn, "UPDATE `$this->table_name` SET `status`='Released' WHERE series_name='$series_name'");
      }
    } else {
      if($status != "Pending") mysqli_query($this->conn, "UPDATE `$this->table_name` SET `status`='Pending' WHERE series_name='$series_name'");
    }
  }
  
  public function track_db_entries() {
    $sql = "SELECT * FROM `$this->table_name` ORDER BY `id` DESC";
    if($result = mysqli_query($this->conn, $sql)) {
      if(mysqli_num_rows($result) > 0) {
        while($row = mysqli_fetch_assoc($result)) $this->check_ep_release_date($row['tv_id'], $row['series_name'], $row['status']);
      } else echo "No Entry Found!";
    } else echo "No Database Found!";
  }
}

$conn = mysqli_connect("localhost", "root", "bot", "tvseries");
$q = new query(); $q->define_user($conn, "series"); $q->track_db_entries();
?>

附件资源

• Gerber 文件: gerber_ycEfXzZq6h.zip
• Web 应用源码: tv-series-anime-episode-tracker_gCfN0nFiA8.zip
• 片头曲打包: opening_songs_y2LCEw79tg.zip
• 图标数据: tv_Iz2isO8nGI.c, music_SA2xR86cZw.c

原理图