學完本章你將能夠：
設計一組穩定的除錯／遙測 UART 協定，與 ASR 模組口分開。
產出最小化 JSON，讓 PC 或樹莓派輕鬆接。
描述 MQTT 主題規劃，以及 STM32 經 ESP32 AT 或 enticed 乙太網路的接法。
避免在通訊任務裡阻塞到讓看門狗復位。
產品不能只活在麵包板上。工廠測試、App 顯示、雲端紀錄都需要一條 機器可讀的通道。語音指令走內部佇列；對外只報「現在狀態」與 「事件」。
兩條 UART 的理由
| 口 | 用途 | Nucleo-F429ZI 建議 |
|---|---|---|
| USART3 | 人類除錯 + JSON 遙測（VCP） | ST-LINK 虛擬 COM |
| USART6 | 路徑 A 語音模組 | 獨立 TX/RX、3.3 V |
混在同一條線的後果是：你 |printf| 的 log 被模組當成指令，或模組的 OK 被你的解析器吃掉。若腳位不夠，至少用不同的幀頭（例如遙測 固定以 { 開頭，模組用純文字詞）。
JSON 最小集
不要引完整 JSON 函式庫除非必要。手寫幾個 |snprintf| 即可：
事件另用小物件：{"evt":"wake"}、{"evt":"fault","code":3}。 PC 端用 Python json.loads 即可畫即時儀表。
通訊任務結構
void vTaskComms(void *arg) comms_req_t req; (void)arg; for (;;) if (xQueueReceive(g_comms_q, &req, pdMS_TO_TICKS(1000)) == pdTRUE) comms_handle(&req); else comms_send_telemetry(); /* 週期心跳 */ heartbeat_touch(TASK_COMMS);
CMD_QUERY_TEMP 只是往 |g_comms_q| 丟一筆 REQ_TELEMETRY。Device 任務不讀 DHT22——感測屬於 Sensor 任務， 溫度放在有 mutex 保護的 |g_sensor| 快取。
MQTT（選做）
課堂若要連家用 MQTT：
主題：
home/living/voice/state（上報）、home/living/voice/cmd（下行，用第 13 章的閘道文字行， 例如CMD LIGHT ON）。硬體：ESP32 跑 AT 或一個極小 MQTT client；STM32 只出 UART 字串。現成的 MQTT–UART 透明橋在
lab12_assistant_gateway/esp32/mqtt_uart_bridge/。 或 F429 的 ETH + lwIP + coreMQTT（工作量明顯較大）。QoS：狀態用 QoS0 即可；OTA 觸發用 QoS1。
下行命令必須走同一個 |g_cmd_q| 與安全策略（遠端指令 不套本地聆聽窗，但門鎖等高風險輸出受政策管制，見第 13 章）， 不能讓雲端繞過狀態機直接 |dev_relay_set(1)|。
ST 的 X-CUBE-CELLULAR / Azure 套件與 Mosquitto 教學很多，本課程只要求 主題與安全邊界正確，不綁定某一家雲。
實驗
firmware/lab10_comms/：每秒一筆 JSON；按鍵或口令變更立即多 一筆 evt。附 tools/serial_plot.py 讀溫度與亮度。 選做檔 mqtt_notes.md 寫 ESP32 接線。
從 PC 送一行 {"cmd":"CMD_LIGHT_ON"} 進 VCP，通訊任務解析後 送入 |g_cmd_q|（僅當 |APP_ALLOW_UART_CMD=1|）。思考實驗室環境 為什麼預設應關掉這個後門。