#物联网征文# 基于CC2530(ZigBee)设计的自动照明系统原创精华

DS小龙哥

发布于 2022-8-5 09:30

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1. 功能介绍

智能照明是指利用计算机、无线通讯数据传输、扩频电力载波通讯技术、计算机智能化信息处理及节能型电器控制等技术组成的分布式无线遥测、遥控、遥讯控制系统，来实现对照明设备的智能化控制。智能照明是指利用计算机、无线通讯数据传输、扩频电力载波通讯技术、计算机智能化信息处理及节能型电器控制等技术组成的分布式无线遥测、遥控、遥讯控制系统，来。具有灯光亮度的强弱调节、灯光软启动、定时控制、场景设置等功能达到预定的特点。

当前设计一共使用了3个CC2530 ZigBee开发板，代号分别为ABC。

A开发板当做主机: 上面连接了光感传感器，ESP8266WIFI模块。通过ESP8266与手机APP之间通信，ESP8266创建热点，配置为TCP服务器模式；手机APP连接上ESP8266的热点之后，再连接ESP8266创建的服务器，完成通信。手机APP上通过按钮可以控制B,C开发板上LED灯的开关。

手机APP上可以设置自动照明的模式:

自动照明模式: 根据A开发板上的光感模块，采集光照强度，控制B、C开发板上的LED灯开关。
手动模式: 手机APP 上可以选择单独控制B、C开发板上的LED灯开关。
支持设置光感阀值: 在手机APP上可以设置A开发板的光感传感器阀值（也就是控制灯亮灭的阀值）。
支持设置亮度，也可以自动根据环境光控制亮度

B开发板当做从机节点: B开发板上使用板载的LED灯，模拟家里卧室的照明设备，实现控制效果演示。

C开发板当做从机节点: C开发板上使用板载的LED灯，模拟家里客厅的照明设备，实现控制效果演示。

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2. 硬件介绍

2.1 ESP8266 wifi

采用的ESP8266系列无线模块是高性价比WIFI SOC模组，该系列模块支持标准的IEEE802.11b/g/n协议，内置完整的TCP/IP协议栈。用户可以使用该系列模块为现有的设备添加联网功能，也可以构建独立的网络控制器。

CC2530开发板上本身就有一个ESP8266专用的接口，插上去就行了。

ES8266 WIFI 模块接在串口1 上面(P0.4/P0.5口) ，波特率为 115200 。

CC2530的串口0作为常规调试串口(P0_2和P0_3端口)，可以把采集的AD数据打印到串口。
也可以自己打印其他一些调试信息。

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2.2 光敏传感器

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3. 项目代码

3.1 串口代码

#include "uart.h"
/*
函数功能：串口0初始化
*/
void Init_Uart0(void)
{
  PERCFG&=~(1<<0);  //串口0的引脚映射到位置1，即P0_2和P0_3
  P0SEL|=0x3<<2;   //将P0_2和P0_3端口设置成外设功能
  U0BAUD = 216;     //32MHz的系统时钟产生115200BPS的波特率
  U0GCR&=~(0x1F<<0);//清空波特率指数
  U0GCR|=11<<0;      //32MHz的系统时钟产生115200BPS的波特率
  U0UCR |= 0x80;    //禁止流控，8位数据，清除缓冲器
  U0CSR |= 0x3<<6;  //选择UART模式，使能接收器
}


/*
函数功能：UART0发送字符串函数
*/
void UR0SendString(char *str)
{
 while(*str!='\0')
  {
    U0DBUF = *str;    //将要发送的1字节数据写入U0DBUF
    while(UTX0IF == 0);//等待数据发送完成
    UTX0IF = 0;       //清除发送完成标志，准备下一次发送
    str++;
  }
}

/*
函数功能: 模仿printf风格的格式化打印功能
*/
char USART0_PRINT_BUFF[200]; //格式化数据缓存数据
void USART0_Printf(const char *format,...)
{
  char *str=NULL;
  /*1. 格式化转换*/
  va_list ap; // va_list---->char *
  va_start(ap,format); //初始化参数列表
  vsprintf(USART0_PRINT_BUFF,
        format,
        ap); //格式化打印
  va_end(ap); //结束参数获取
  /*2. 串口打印*/
  str=USART0_PRINT_BUFF;//指针赋值
  while(*str!='\0')
  {
    U0DBUF=*str; //发送一个字节的数据
    str++; //指针自增，指向下一个数据
    while(UTX0IF == 0);//等待数据发送完成
    UTX0IF = 0;       //清除发送完成标志，准备下一次发送
  }
}
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3.2 按键代码

#include "key.h"

/*
函数功能：按键IO口初始化
硬件连接：KEY1-->P0_1  KEY2-->P2_0  
*/
void KEY_Init(void)
{
    P0SEL&=~(0x1<<1); //配置P0_1处于通用GPIO口模式
    P0DIR&=~(0x1<<1); //配置P0_1为输入模式
    P0INP|= 0x1<<1;   //上拉  
    
    P2SEL&=~(0x1<<0); //配置P2_0处于通用GPIO口模式
    P2DIR&=~(0x1<<0); //配置P2_0为输入模式
    P2INP|= 0x1<<0;   //上拉   
}

/*
函数功能：按键扫描
返 回 值：按下的按键值
*/
unsigned char Key_Scan(void)
{
    static unsigned char stat=1;
    if((KEY1==0||KEY2==0)&&stat)
    {
       stat=0;
       delay10ms();
       if(KEY1==0)return 1;
       if(KEY2==0)return 2;
    }
    else
    {
        if(KEY1&&KEY2)stat=1;
    }
    return 0;
}
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3.3 延时函数

#include "delay.h"

/*延时200毫秒*/
void delay200ms(void)   //误差 -0.125us
{
    unsigned char a,b,c;
    for(c=95;c>0;c--)
        for(b=181;b>0;b--)
            for(a=14;a>0;a--);
}


void delay10ms(void)   //误差 0us
{
    unsigned char a,b,c;
    for(c=193;c>0;c--)
        for(b=118;b>0;b--)
            for(a=2;a>0;a--);
}

/****************************************** 
 * 函数描述：32M系统时钟下的毫秒延时函数 
 ******************************************/  
void DelayMs(unsigned int ms)  
{  
  unsigned int i,j;  
  for(i = 0; i < ms; i++)  
  {  
    for(j = 0;j < 1774; j++);  
  }  
}  

void Onboard_wait( int timeout )
{
  while (timeout--)
  {
    asm("NOP");
    asm("NOP");
    asm("NOP");
  }
}

//延时函数
void DelayUs(int us) //1 us延时
{
    Onboard_wait(us);   
}
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3.4 A开发板(协调器)主函数代码

/*主函数*/
void main(void)
{
    u8 time_cnt=0;
    unsigned char key;
    u8 switch_val=150;  //开关阀值
    
    u8 mode=1; //0 表示手动模式  1表示自动模式
    
    //延时等待系统稳定
    DelayMs(1000);
    DelayMs(1000);
    
    init_clk();   //配置时钟
    LED_Init();   //初始化LED灯控制IO口
    KEY_Init();   //按键初始化
    Init_Uart0(); //初始化串口0
    RF_Init();    //RF初始化
    Init_Uart1(); //初始化串口1--连接WIFI
    SetWifi();  //复位WIFI
    SetESP8266_AP_TCP_Server(); //初始化WIFI
    adc_Init();
    
    clearBuffU1(); //清空BUFF
    
    //运行正常提示
    USART0_Printf("当前运行的是A开发板程序,一切正常.\r\n");
          
    while(1)          
    {  
       //按键检测
       key=Key_Scan();
       if(key)
       {
          LED2 = !LED2;
       }  
       
/*  服务器发出的数据
value:100   //阀值
led1_on   //卧室LED开
led1_off  //卧室LED关
led2_on   //客厅LED开
led2_off  //客厅LED关
yes_auto_mode  //自动模式
no_auto_mode   //手动模式
*/ 
       //判断是否收到了WIFI的数据
       if(lenU1>=13)
       {
           RecdataU1[lenU1]='\0';
           
           //串口打印数据
           USART0_Printf("WIFI收到的数据:%s\n",(u8*)RecdataU1); 
           
           //卧室LED开
           if(strstr((char*)RecdataU1,"led1_on"))
           {
                USART0_Printf("卧室LED开.\n"); 
                u8 buff[100]="B:1---";
                //发送数据
                tx_data(buff,strlen((char*)buff));
                //运行状态灯
                LED1 = !LED1; 
           }
           //卧室LED关
           else  if(strstr((char*)RecdataU1,"led1_off"))
           {
                USART0_Printf("卧室LED关.\n"); 
                 u8 buff[100]="B:0---"; 
                //发送数据
                tx_data(buff,strlen((char*)buff));
                //运行状态灯
                LED1 = !LED1; 
           }
            //客厅LED开
           else  if(strstr((char*)RecdataU1,"led2_on"))
           {
                 USART0_Printf("客厅LED开.\n"); 
                 u8 buff[100]="C:1---"; 
                //发送数据
                tx_data(buff,strlen((char*)buff));
                //运行状态灯
                LED1 = !LED1; 
           }
            //自动模式
           else  if(strstr((char*)RecdataU1,"yes_auto_mode"))
           {
                 USART0_Printf("设置为自动模式.\n"); 
                 mode=1;
           }
            //手动模式
           else  if(strstr((char*)RecdataU1,"no_auto_mode"))
           {
                  USART0_Printf("设置为手动模式.\n"); 
                 mode=0;
           }
           //阀值
           else  if(strstr((char*)RecdataU1,"value:"))
           {
                //运行状态灯
                LED1 = !LED1; 
                
                char *p=strstr((char*)RecdataU1,"value:");
                if(p)
                {
                    int a=atoi(p+6);
                    if(a>0)
                    {
                      switch_val=a;  //得到新的阀值
                    }
                }
                
                USART0_Printf("设置新的阀值:%d.\n",switch_val); 
           }
           
           clearBuffU1(); //清理缓存
       }
       
     
        time_cnt++;
        DelayMs(10);
           
       //1秒钟时间到达
       if(time_cnt>100)
       {
           time_cnt=0;
           
          //读取ADC值--也就是光照传感器的值
          GasData = ReadGasData();
          
          //发送光照传感器的值到上位机
          USART0_Printf("光照度:%d,模式:%d\n",GasData,mode);
          
          //如果是自动模式
          if(mode)
          {
               //根据阀值判断是否开启关闭卧室，客厅的LED灯
               if(GasData  >  switch_val )
               {
                    //开灯    
                    u8 buff1[10]="B:1---"; 
                    //发送数据
                    tx_data(buff1,strlen((char*)buff1));
                      //开灯    
                    u8 buff2[10]="C:1---"; 
                    //发送数据
                    tx_data(buff2,strlen((char*)buff2));
               }
               else
               {
                      //关灯    
                    u8 buff1[10]="B:0---"; 
                    //发送数据
                    tx_data(buff1,strlen((char*)buff1));
                      //关灯    
                    u8 buff2[10]="C:0---"; 
                    //发送数据
                    tx_data(buff2,strlen((char*)buff2));    
               }
          }
       }
    }
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红叶亦知秋

用开发板模拟的智能家居想实际应用会遇到哪些挑战呢？

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1. 功能介绍

2. 硬件介绍

2.1 ESP8266 wifi

2.2 光敏传感器

3. 项目代码

3.1 串口代码

3.2 按键代码

3.3 延时函数

3.4 A开发板(协调器)主函数代码

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2.1 ESP8266 wifi

2.2 光敏传感器

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3.3 延时函数

3.4 A开发板(协调器)主函数代码

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