基于CC2530(ZigBee)设计的自动照明系统

1. 功能介绍

设计题目的名称: 基于ZigBee的自动照明系统设计

一共使用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。

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。

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
  }
}

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;
}

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);   
}

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));  
        }
      }
    }
   }
}

​审核编辑：汤梓红