基于CC2530(ZigBee)設(shè)計的自動照明系統(tǒng)

1. 功能介紹

設(shè)計題目的名稱: 基于ZigBee的自動照明系統(tǒng)設(shè)計

一共使用3個CC2530 ZigBee開發(fā)板，代號分別為ABC。

A開發(fā)板當(dāng)做主機: 上面連接了光感傳感器，ESP8266WIFI模塊。通過ESP8266與手機APP之間通信，ESP8266創(chuàng)建熱點，配置為TCP服務(wù)器模式； 手機APP連接上ESP8266的熱點之后，再連接ESP8266創(chuàng)建的服務(wù)器，完成通信。 手機APP上通過按鈕可以控制B,C開發(fā)板上LED燈的開關(guān)。

手機APP上可以設(shè)置自動照明的模式:

自動照明模式: 根據(jù)A開發(fā)板上的光感模塊，采集光照強度，控制B、C開發(fā)板上的LED燈開關(guān)。

手動模式: 手機APP 上可以選擇單獨控制B、C開發(fā)板上的LED燈開關(guān)。

支持設(shè)置光感閥值: 在手機APP上可以設(shè)置A開發(fā)板的光感傳感器閥值（也就是控制燈亮滅的閥值）。

支持設(shè)置亮度，也可以自動根據(jù)環(huán)境光控制亮度

B開發(fā)板當(dāng)做從機節(jié)點: B開發(fā)板上使用板載的LED燈，模擬家里臥室的照明設(shè)備，實現(xiàn)控制效果演示。

C開發(fā)板當(dāng)做從機節(jié)點: C開發(fā)板上使用板載的LED燈，模擬家里客廳的照明設(shè)備，實現(xiàn)控制效果演示。

2. 硬件介紹

2.1 ESP8266 wifi

采用的ESP8266系列無線模塊是高性價比WIFI SOC模組，該系列模塊支持標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.11b/g/n協(xié)議，內(nèi)置完整的TCP/IP協(xié)議棧。用戶可以使用該系列模塊為現(xiàn)有的設(shè)備添加聯(lián)網(wǎng)功能，也可以構(gòu)建獨立的網(wǎng)絡(luò)控制器。

CC2530開發(fā)板上本身就有一個ESP8266專用的接口，插上去就行了。

ES8266 WIFI 模塊接在 串口1 上面(P0.4/P0.5口) ，波特率為 115200 。

CC2530的串口0作為常規(guī)調(diào)試串口(P0_2和P0_3端口)，可以把采集的AD數(shù)據(jù)打印到串口。 也可以自己打印其他一些調(diào)試信息。

2.2 光敏傳感器

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3. 項目代碼

3.1 串口代碼

#include "uart.h"
/*
函數(shù)功能：串口0初始化
*/
void Init_Uart0(void)
{
 PERCFG&=~(1<<0); ?//串口0的引腳映射到位置1，即P0_2和P0_3
 ?P0SEL|=0x3<<2; ? //將P0_2和P0_3端口設(shè)置成外設(shè)功能
 ?U0BAUD = 216; ? ? //32MHz的系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生115200BPS的波特率
 ?U0GCR&=~(0x1F<<0);//清空波特率指數(shù)
 ?U0GCR|=11<<0; ? ? ?//32MHz的系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生115200BPS的波特率
 ?U0UCR |= 0x80; ? ?//禁止流控，8位數(shù)據(jù)，清除緩沖器
 ?U0CSR |= 0x3<<6; ?//選擇UART模式，使能接收器
}
?
?
/*
函數(shù)功能：UART0發(fā)送字符串函數(shù)
*/
void UR0SendString(char *str)
{
 while(*str!='\0')
  {
 ? ?U0DBUF = *str; ? ?//將要發(fā)送的1字節(jié)數(shù)據(jù)寫入U0DBUF
 ? ?while(UTX0IF == 0);//等待數(shù)據(jù)發(fā)送完成
 ? ?UTX0IF = 0; ? ? ? //清除發(fā)送完成標(biāo)志，準(zhǔn)備下一次發(fā)送
 ? ?str++;
  }
}
?
/*
函數(shù)功能: 模仿printf風(fēng)格的格式化打印功能
*/
char USART0_PRINT_BUFF[200]; //格式化數(shù)據(jù)緩存數(shù)據(jù)
void USART0_Printf(const char *format,...)
{
 ?char *str=NULL;
 ?/*1. 格式化轉(zhuǎn)換*/
 ?va_list ap; // va_list---->char *
 va_start(ap,format); //初始化參數(shù)列表
 vsprintf(USART0_PRINT_BUFF,
    format,
    ap); //格式化打印
 va_end(ap); //結(jié)束參數(shù)獲取
 /*2. 串口打印*/
 str=USART0_PRINT_BUFF;//指針賦值
 while(*str!='\0')
  {
  U0DBUF=*str; //發(fā)送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)
  str++; //指針自增，指向下一個數(shù)據(jù)
  while(UTX0IF == 0);//等待數(shù)據(jù)發(fā)送完成
  UTX0IF = 0;    //清除發(fā)送完成標(biāo)志，準(zhǔn)備下一次發(fā)送
  }
}

3.2 按鍵代碼

#include "key.h"
?
/*
函數(shù)功能：按鍵IO口初始化
硬件連接：KEY1-->P0_1  KEY2-->P2_0 
*/
void KEY_Init(void)
{
  P0SEL&=~(0x1<<1); //配置P0_1處于通用GPIO口模式
 ? ?P0DIR&=~(0x1<<1); //配置P0_1為輸入模式
 ? ?P0INP|= 0x1<<1; ? //上拉 ?
 ? ?
 ? ?P2SEL&=~(0x1<<0); //配置P2_0處于通用GPIO口模式
 ? ?P2DIR&=~(0x1<<0); //配置P2_0為輸入模式
 ? ?P2INP|= 0x1<<0; ? //上拉 ? 
}
?
/*
函數(shù)功能：按鍵掃描
返 回 值：按下的按鍵值
*/
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;
}

3.3 延時函數(shù)

#include "delay.h"
?
/*延時200毫秒*/
void delay200ms(void)  //誤差 -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)  //誤差 0us
{
  unsigned char a,b,c;
  for(c=193;c>0;c--)
    for(b=118;b>0;b--)
      for(a=2;a>0;a--);
}
?
/****************************************** 
 * 函數(shù)描述：32M系統(tǒng)時鐘下的毫秒延時函數(shù) 
 ******************************************/ 
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");
  }
}
?
//延時函數(shù)
void DelayUs(int us) //1 us延時
{
 ? ?Onboard_wait(us); ? 
}

3.4 A開發(fā)板(協(xié)調(diào)器)主函數(shù)代碼

/*主函數(shù)*/
void main(void)
{
  u8 time_cnt=0;
  unsigned char key;
  u8 switch_val=150; //開關(guān)閥值
  
  u8 mode=1; //0 表示手動模式  1表示自動模式
  
  //延時等待系統(tǒng)穩(wěn)定
  DelayMs(1000);
  DelayMs(1000);
  
  init_clk();  //配置時鐘
  LED_Init();  //初始化LED燈控制IO口
  KEY_Init();  //按鍵初始化
  Init_Uart0(); //初始化串口0
  RF_Init();  //RF初始化
  Init_Uart1(); //初始化串口1--連接WIFI
  SetWifi(); //復(fù)位WIFI
  SetESP8266_AP_TCP_Server(); //初始化WIFI
  adc_Init();
  
  clearBuffU1(); //清空BUFF
  
  //運行正常提示
  USART0_Printf("當(dāng)前運行的是A開發(fā)板程序,一切正常.\r\n");
     
  while(1)     
   { 
    //按鍵檢測
    key=Key_Scan();
    if(key)
    {
     LED2 = !LED2;
    } 
    
/*  服務(wù)器發(fā)出的數(shù)據(jù)
value:100  //閥值
led1_on  //臥室LED開
led1_off  //臥室LED關(guān)
led2_on  //客廳LED開
led2_off  //客廳LED關(guān)
yes_auto_mode  //自動模式
no_auto_mode  //手動模式
*/ 
    //判斷是否收到了WIFI的數(shù)據(jù)
    if(lenU1>=13)
    {
      RecdataU1[lenU1]='\0';
      
      //串口打印數(shù)據(jù)
      USART0_Printf("WIFI收到的數(shù)據(jù):%s\n",(u8*)RecdataU1); 
      
      //臥室LED開
      if(strstr((char*)RecdataU1,"led1_on"))
      {
        USART0_Printf("臥室LED開.\n"); 
        u8 buff[100]="B:1---";
        //發(fā)送數(shù)據(jù)
        tx_data(buff,strlen((char*)buff));
        //運行狀態(tài)燈
        LED1 = !LED1; 
      }
      //臥室LED關(guān)
      else if(strstr((char*)RecdataU1,"led1_off"))
      {
        USART0_Printf("臥室LED關(guān).\n"); 
         u8 buff[100]="B:0---"; 
        //發(fā)送數(shù)據(jù)
        tx_data(buff,strlen((char*)buff));
        //運行狀態(tài)燈
        LED1 = !LED1; 
      }
      //客廳LED開
      else if(strstr((char*)RecdataU1,"led2_on"))
      {
         USART0_Printf("客廳LED開.\n"); 
         u8 buff[100]="C:1---"; 
        //發(fā)送數(shù)據(jù)
        tx_data(buff,strlen((char*)buff));
        //運行狀態(tài)燈
        LED1 = !LED1; 
      }
      //自動模式
      else if(strstr((char*)RecdataU1,"yes_auto_mode"))
      {
         USART0_Printf("設(shè)置為自動模式.\n"); 
         mode=1;
      }
      //手動模式
      else if(strstr((char*)RecdataU1,"no_auto_mode"))
      {
         USART0_Printf("設(shè)置為手動模式.\n"); 
         mode=0;
      }
      //閥值
      else if(strstr((char*)RecdataU1,"value:"))
      {
        //運行狀態(tài)燈
        LED1 = !LED1; 
        
        char *p=strstr((char*)RecdataU1,"value:");
        if(p)
         {
          int a=atoi(p+6);
          if(a>0)
           {
           switch_val=a; //得到新的閥值
           }
         }
        
        USART0_Printf("設(shè)置新的閥值:%d.\n",switch_val); 
      }
      
      clearBuffU1(); //清理緩存
    }
    
   
    time_cnt++;
    DelayMs(10);
      
    //1秒鐘時間到達(dá)
    if(time_cnt>100)
    {
      time_cnt=0;
      
     //讀取ADC值--也就是光照傳感器的值
     GasData = ReadGasData();
     
     //發(fā)送光照傳感器的值到上位機
     USART0_Printf("光照度:%d,模式:%d\n",GasData,mode);
     
     //如果是自動模式
     if(mode)
      {
        //根據(jù)閥值判斷是否開啟關(guān)閉臥室，客廳的LED燈
        if(GasData > switch_val )
        {
          //開燈  
          u8 buff1[10]="B:1---"; 
          //發(fā)送數(shù)據(jù)
          tx_data(buff1,strlen((char*)buff1));
           //開燈  
          u8 buff2[10]="C:1---"; 
          //發(fā)送數(shù)據(jù)
          tx_data(buff2,strlen((char*)buff2));
        }
        else
        {
           //關(guān)燈  
          u8 buff1[10]="B:0---"; 
          //發(fā)送數(shù)據(jù)
          tx_data(buff1,strlen((char*)buff1));
           //關(guān)燈  
          u8 buff2[10]="C:0---"; 
          //發(fā)送數(shù)據(jù)
          tx_data(buff2,strlen((char*)buff2));  
        }
      }
    }
   }
}

?審核編輯：湯梓紅