Intel Edison试用体验：基于Intel Edison的Zigbee Gateway设计

2016年7月和8月，英特尔开发人员专区联合电子发烧友网站，推出Intel Edison开发板试用活动，期间得到众多发烧友的热烈反响和积极参与，现分享一部分网友的优秀作品，供大家参考。本文由原作者发表于电子发烧友论坛，原文链接请参见本文末尾相关信息。

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：

<center><img src="http://intel.eetrend.com/files/2017-01/wen_zhang_/100004607-15044-1.png…; alt=“” width="600"></center>

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.

<center><img src="http://intel.eetrend.com/files/2017-01/wen_zhang_/100004607-15045-3.jpg…; alt=“” width="600"></center>

<center><img src="http://intel.eetrend.com/files/2017-01/wen_zhang_/100004607-15046-4.jpg…; alt=“” width="600"></center>

(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)

<center><img src="http://intel.eetrend.com/files/2017-01/wen_zhang_/100004607-15047-5.jpg…; alt=“” width="600"></center>

（带有Zigbee模块的球泡灯，这个灯泡是不是很有颜值啊！）

4.软件说明：

4.1WIfi通讯部分：

这部分是参考了anger0925的一篇帖子想到的：（http://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。

<center><img src="http://intel.eetrend.com/files/2017-01/wen_zhang_/100004607-15048-6.png…; alt=“” width="600"></center>

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：
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>01</td>
<td>#define BLYNK_PRINT Serial    // Comment this out to disable prints and save space</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>02</td>
<td>#include</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>03</td>
<td>#include</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>04</td>
<td> </td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>05</td>
<td>// You should get Auth Token in the Blynk App.</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>06</td>
<td>// Go to the Project Settings (nut icon).</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>07</td>
<td>char auth[] = &quot;8acd8819a0e8488a978c44539c7249e2&quot;;</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>08</td>
<td> </td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>09</td>
<td>// Your WiFi credentials.</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>10</td>
<td>// Set password to &quot;&quot; for open networks.</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>11</td>
<td>char ssid[] = &quot;Allison_newWifi&quot;;</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>12</td>
<td>char pass[] = &quot;Allison20151001&quot;;</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>13</td>
<td> </td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>14</td>
<td>void setup()</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>15</td>
<td>{</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>16</td>
<td>  Serial.begin(9600);</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>17</td>
<td>  Blynk.begin(auth, ssid, pass);</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>18</td>
<td>  // Or specify server using one of those commands:</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>19</td>
<td>  //Blynk.begin(auth, ssid, pass, &quot;blynk-cloud.com&quot;, 8442);</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>20</td>
<td>  //Blynk.begin(auth, ssid, pass, server_ip, port);</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>
<div>
<table>
<tbody>
<tr>
<td>21</td>
<td>}</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</div>

这样，手机端和Intel Edison的通讯就完成了。

4.2Zigbee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）

<center><img src="http://intel.eetrend.com/files/2017-01/wen_zhang_/100004607-15049-7.png…; alt=“” width="600"></center>

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。

4.3 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。

5.项目效果演示：

App端的On、off和滑动条来控制灯泡的亮度：

<center><img src="http://intel.eetrend.com/files/2017-01/wen_zhang_/100004607-15050-8.png…; alt=“” width="600"></center>

<center><img src="http://intel.eetrend.com/files/2017-01/wen_zhang_/100004607-15051-9.png…; alt=“” width="600"></center>

灯泡的效果动画：

<center><img src="http://intel.eetrend.com/files/2017-01/wen_zhang_/100004607-15052-10.gi…; alt=“” width="600"></center>

（LED太亮了，根本看不清调节的效果。。。）

6.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！

作者：电子发烧友网站用户 <a href="http://bbs.elecfans.com/space-uid-1927031.html&quot; target="_blank" rel="nofollow">满嘴谗言</a>，原文链接：<a href="http://bbs.elecfans.com/jishu_936048_1_1.html&quot; target="_blank" rel="nofollow">http://bbs.elecfans.com/jishu_936048_1_1.html</a&gt;