小微企业安灯(Andon)系统实战：ESP32 驱动三色报警灯做产线异常呼叫与看板

摘要：产线突然缺料、设备报警、品质异常，靠人喊往往慢半拍。本文用一块 ESP32 加三色报警灯，搭一套几十元成本、可联网的安灯（Andon）系统，异常一键触发、看板实时显示、超时自动升级。

一、安灯系统解决什么痛点

安灯（Andon）源自精益生产，核心是把"异常"可视化：哪条线、什么类型的异常、持续多久。小作坊常靠工人起身喊班长，信息丢失、响应滞后。一套工业安灯动辄上万，而 ESP32 + 三色塔灯 + 轻量后台，单点成本可压到百元内，且能无限复制。

典型异常类型分三级：

• 绿色：正常生产
• 黄色：缺料/待料，需物料员处理
• 红色：设备停机/品质异常，需班组长立即到场

二、硬件清单与接线

• ESP32 开发板 ×1（约 18 元）
• 三色报警塔灯（红黄绿，共阳 12V 或 5V 版本）×1（约 25-40 元）
• 三档/自锁按钮或轻触按钮 ×3（缺料/停机/复位）
• 12V 电源 + 三极管或继电器模块驱动灯珠（塔灯电流较大，ESP32 的 3.3V GPIO 不能直接带）
• 状态用 MQTT 上报，ESP32 接 Wi-Fi

接线要点：塔灯每路通过 NPN 三极管（如 S8050）或光耦隔离驱动，GPIO 输出高电平点亮对应颜色；按钮一端接地、一端接 GPIO 并启用内部上拉。务必共地，并在灯路加续流二极管吸收感性反峰。

// 伪代码：按钮触发对应状态
if (digitalRead(PIN_FEED) == LOW)  setAndon("yellow", "缺料待料");
if (digitalRead(PIN_STOP) == LOW)  setAndon("red",    "设备停机");
if (digitalRead(PIN_RST)  == LOW)  setAndon("green",  "正常生产");

三、状态上报与看板

ESP32 连上 Wi-Fi 后，用 PubSubClient 把状态推到 MQTT：

client.publish("factory/line1/andon",
  "{\"level\":\"red\",\"msg\":\"设备停机\",\"ts\":1697856000}");

后端用一个轻量 Node-RED 或 Python 订阅 factory/+/andon，做三件事：

1. 写时序库（InfluxDB/SQLite）记录每次异常起止，算 MTTR（平均修复时间）。
2. 推送到车间大屏看板（网页轮询 MQTT over WebSocket），红黄绿实时跳动。
3. 红色异常超过 3 分钟未复位，自动发企业微信/钉钉机器人 @班组长。

四、超时升级与防误触

纯按钮容易误按，建议加"确认"逻辑：黄/红按下后需 Hold 1 秒才生效，避免路过蹭到。复位必须现场物理按键，不能远程清，保证异常真实解除。看板对"已触发未恢复"做倒计时，超时变闪烁红色，逼着现场处理。

对多产线，ESP32 固件里用 line_id 区分，MQTT 主题用 factory/{line_id}/andon，后台一个订阅通吃，新增产线只改配置不改代码。

五、落地注意与小结

• 供电：塔灯 12V 与 ESP32 的 5V 用同一电源经降压，注意纹波，必要时加磁珠。
• 网络：车间 Wi-Fi 覆盖差就改用 ESP-NOW 或 4G DTU 回传（参考本号 4G DTU 异地采集文）。
• 可靠性：MQTT 断线时本地灯仍按最后状态亮，恢复后补发，别让网络故障让现场黑灯。

小结：安灯系统把"看不见的停滞"变成"看得见的红黄绿"，响应速度直接换算成产能。ESP32 方案门槛低、扩展性好，是小微企业智能化里投入产出比极高的一笔。