本帖最后由 满嘴谗言 于 2016-9-5 10:01 编辑
基于Intel Edison的Zigbee Gateway设计
0.引言
许多研究机构的数据预测表明，未来的风口会是物联网，IoT“万物互联”的概念从很久就开始了，但是迟迟不能走进寻常百姓的家，不过我相信，随着技术的不断进步和协议的不断发展完善，大家一定能实现万物互联的愿望！
本项目是基于Intel Edison设计的一个Zigbee网关。大家都知道，目前的智能家居行业，ZIgbee或者Wifi或者Bluetooth，谁将会是未来协议的统一着和领导者，目前还没有定论。首先，Wifi因为门槛低(例如人人都有路由器，人人都有
手机)，貌似是一个合适的协议平台，但是由于其功耗高，组网功能不是很成熟，所以对于少数（5个以下）设备的互联是很有优势的；Bluetooth设备的Mesh协议已经发放，但是由于传输距离近，如果中间一个节点被破快，可能影响整个链路的稳定性，目前还没有大批量的使用在智能家居上，多半是一些腕表类的设备，需要电池供电等耗能较低的功耗的设备上；而Zigbee由于其优秀的组网功能和优秀的传输距离，以及低功耗，已经成为智能家居行业的主流协议。
很遗憾的是，Zigbee的设备买回来因为不能和家里的路由器或者手机（可连接Wifi或者蓝牙）直接相连，所以，入门的门槛一直很高：因为你需要一个Zigbee的网关，来转发你手机端发出的控制信号到设备终端，起到控制或者监测等功能的“万物互联”功能！在这个背景下，我的项目诞生了！
1.项目名称：基于Intel Edison的Zigbee gateway
2.系统框图说明：
由Intel Edison作为Wifi（TCP/IP）数据的接收端，然后通过Intel Edison的串口端发送信息到Zigbee模块上（信息中包含ID和控制信息）；同时，Zigbee灯泡（终端）反馈的信息可以通过Zigbee模块来传到Intel Edison，然后再转发至TCP/IP上，最终传输到手机端。
3.系统硬件描述：
Intel Edison一套；
Arduino
开发板扩展版一套；
Zigbee模块一个；
Zigbee灯泡一个.
(Zigbee模块用的是Silicon Labs的EM357芯片外挂一颗PA，板载的
PCB天线组成)
（带有Zigbee模块的球泡灯，这个灯泡是不是很有颜值啊！）
3.软件说明：
3.1WIfi通讯部分：
这部分是参考了anger0925的一篇帖子想到的：（
https://bbs.elecfans.com/jishu_919753_1_1.html）
这里我也用了Blynk的库函数和App端。
这里我新建了一个虚拟按键和一个滑动条。
虚拟按键用来控制LED灯泡的开关和熄灭；滑动条用来控制LED的亮度。Arduino的代码参考了BlynkSimpleIntelEdisonWiFi的例子（首先要下载Blynk的库，然后解压到Arduino的安装目录下面，这个我就不多说了）
下面是Wifi例子的程序：
- #define BLYNK_PRINT Serial // Comment this out to disable prints and save space
- #include
- #include
- // You should get Auth Token in the Blynk App.
- // Go to the Project Settings (nut icon).
- char auth[] = "8acd8819a0e8488a978c44539c7249e2";
- // Your WiFi credentials.
- // Set password to "" for open networks.
- char ssid[] = "Allison_newWifi";
- char pass[] = "Allison20151001";
- void setup()
- {
- Serial.begin(9600);
- Blynk.begin(auth, ssid, pass);
- // Or specify server using one of those commands:
- //Blynk.begin(auth, ssid, pass, "blynk-cloud.com", 8442);
- //Blynk.begin(auth, ssid, pass, server_ip, port);
- }
这样，手机端和Intel Edison的通讯就完成了。
3.2Zigbee模块通讯部分
其实我的Zigbee模块上是运行了ZHA V1.2的，也就是说我从串口发送一个命令，可以实现组网，认证和控制等相关功能的。具体的我就不详述了，因为这个也涉及到公司的秘密，详细的代码我也不贴出来了。
我可以简单讲一下ZLL协议的部分（其实和ZHA协议差不多）
每一个主设备或者从设备会有不同的ID，先找到ID,然后给不同的ID发送不同的命令（例如on/off,或者PWM调光等），再加上一个返回码，包含错误代码等等。
3.3 Intel Edison主程序部分
主程序为一个Arduino项目，首先包括和服务器的链接部分，然后是虚拟按键的事件上报，在handler程序中，对虚拟按键的状态进行读取，然后通过串口发送数据到Zigbee的模块，进而控制灯泡。
滑动条的状态是一样的：监测滑动条的数据状态，然后上报，通过串口数据的发送到Zigbee模块，对Zigbee灯泡调光。
4.项目效果演示：
App端的On、off和滑动条来控制灯泡的亮度：
灯泡的效果动画：
（LED太亮了，根本看不清调节的效果。。。）
5.项目总结：
本项目只是利用Intel Edison简单的实现远端控制灯泡的开关和亮度的调节。
更多更复杂的应用，譬如灯泡的配对，灯泡是否在线的实时状态查看，开机自动检查程序的版本并及时链接到服务器更新最新的程序，定时开关灯泡。。。等等。当涉及到多个灯泡的时候，就不能用广播的形式来发送控制命令（本例子是用广播的方式来实现控制的），包括多个灯泡同时发送不同的亮度指令时，进程的优先级等优化算法的问题没有考虑进去。
总之，非常感谢
电子发烧友的试用机会，也认识到不少朋友，并成功解决了自己在App和云端的一些问题，自己也是从中学到不少。
希望以后能多参加一些这样的活动，给大家带来更多的分享！
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