Arduino开源智能家居01《网关》升级版网关正式教程(zigbee)

znck007 · 发表于 2014-6-28 22:50:56

这篇开始，我们就真正做《网关》升级版教程了，采用arduino+zigbee哦。
arduino简单易学，zigbee自组网（如果不懂c语言，直接用就好，我们已经刷好自组网代码）！

这次我们的教程是通过以下配件实现《网关》功能，并在手机端点击按钮，使zigbee模块上的灯闪亮（实现是发送真正的命令了{ckxxxxxxxxx}的格式）！
通过不同的格式命令就可以操作开、关、接收、发送数据！之后《温湿传感器》《zigbee插座》等就可以直接连上了！

上面就是arduino开源网关的配件。

1、SMARTRF04EB（ZIGBEE下载器）35元
2、CP2102（arduino下载器）15元
3、电源供电 10元
4、arduino板（含w5100、zigbee插槽、SD卡座）100元
5、zigbee开发板 30元（如果只想学zigbee只需要两块开发板和zigbee模块，自组网学习哦）
6、zigbee模块 45元

淘配件：https://item.taobao.com/item.htm?id=576067599077

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第一部份：arduino板刷上代码。

一、安装CP2102驱动（USB驱动）
http://pan.baidu.com/s/1o6iDLcm（下载后直接安装或发现有新硬件就更新驱动）。

二、将CP2102连上arduino板底下的插槽的一定要一一对应哦。
DTR->DTR
GND->GND
TX->RXI
RX->TXO
VDD3.3->VCC

三、刷arduino代码
大家可以直接在这里下载源代码：
http://pan.baidu.com/s/1i386zPV（包含arduino软件和所有的库）

下面我们就贴上代码（都有注释哦）

[C] 纯文本查看 复制代码

#include <iBoardRF24Network.h>
#include <iBoardRF24.h>
#include <digitalWriteFast.h>
#include <SPI.h>
#include <Ethernet.h>
 
  
 
//请到m.znck007.com申请登陆-》家中环境-》网关，里可以看到！
#define APIKEY "xxxxxxxxxxxxxxxx" //设置apikey 

uint16_t sid=001;//设置sid（设备号）
 
 

//NRF24l01发送接收节点
const uint16_t this_node = 0; 
const uint16_t other_node = 1;
 
//NRF24l01收发数据
struct payload_t
{
  uint32_t ms;
  uint32_t data;
  char sendchar[20];
};

//NRF24l01脚针设置
iBoardRF24 radioSend(3,8,5,6,7,2);
iBoardRF24Network networkSend(radioSend);

bool ispayload=false;//NRF24l01收发判断
uint16_t sendChannel=1;//NRF24l01发送频道
uint32_t sendCount=0;//NRF24l01发送次数

char incomingData[20]={0};//NRF24l01接收到的字符（其它设置发过来）





//设置MAC地址，如果有二个请改为不同(随意)
static byte mymac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };
  
EthernetClient client;//声明网关类

char server[] = "api.znck007.com";//声明API网址
//char urlBuf[] = "/index.php";

static long timer;//用于规定时间间隔
unsigned long last_http;//记录http时间，用于http超时判断，目前20秒无响应则重新GET。
bool ishttpget=false;//标示http是否已经结束



bool isUpdate=false;//成功则更新服务器数据为正常
char updateData[20]={0};//更新的字符（服务器通过字符分析指定某个设备）

//串口通信处理(主要用于zigbee通信)
unsigned long serialnowlast;
char serialbuff[80]={0};
char serialData;
int seriali=0;


 
void setup(void)
{
  //设置串口波特率
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("IBOARD_GATEWAY_ZIGBEE/RF24Network");
  
  //NRF24l01初始化
  SPI.begin();
  radioSend.begin();
  
  //获取IP DNS等
  Serial.println("\n[getDHCPandDNS]"); 
  if (Ethernet.begin(mymac) == 0)
  {
        Serial.print(F("Failed to configure Ethernet using DHCP\n"));
        while(1);
   }
   else
   {
        Serial.print("My IP address: ");
        for (byte thisByte = 0; thisByte < 4; thisByte++) {
       // print the value of each byte of the IP address:
        Serial.print(Ethernet.localIP()[thisByte], DEC);
        Serial.print("."); }
        Serial.println("Ethernet configuration OK");
  }
 
  //连接web服务器
  // if you get a connection, report back via serial:
  if (client.connect(server, 80)) {
    Serial.println("connected");    
    client.println("GET /index.php HTTP/1.1");
    client.println("Host: api.znck007.com");
    client.println("Connection: close");          
    client.println();
  } 
  else {
    // kf you didn't get a connection to the server:
    Serial.println("connection failed");
    client.stop();
  }
  
  //判断web服务器是否正常
  timer=millis();
  while ((!client.available()) && (millis()-timer)<2000);

  if (client.available()) {
    char c = client.read();
    Serial.print(c);
    client.stop();
  }
  timer = millis();  
 
  //完成setup
  Serial.println("setup success");    
  
}


void loop(void)
{
//  //NRF24l01检测接收数处理
//  //如果使用NRF24l01,请启动这里（并删除ZIGBEE检测接收数据处理）
//  networkSend.begin(/*channel*/ sid, /*node address*/ this_node);
//  // Pump the network regularly
//  networkSend.update();
//
//  // Is there anything ready for us?
//  timer=millis();
//  //while ((!networkSend.available())  && (millis()-timer)<2000);
//  while(networkSend.available())
//  {
//    // If so, grab it and print it out
//    RF24NetworkHeader header;
//    payload_t payload;
//    memset(payload.sendchar, 0, 20);
//    networkSend.read(header,&payload,sizeof(payload));
//    Serial.print("Received packet #");
//    Serial.print(payload.data);
//    Serial.print(" at ");
//    Serial.print(payload.ms);
//    Serial.print(" getchar ");
//    Serial.println(payload.sendchar); 
//
//    ispayload = true;
//    
//    get_html_body(payload.sendchar,incomingData);
//    Serial.println(incomingData);
//  }
//  
//  if(!ishttpget)
//  {
//        if(ispayload)
//        {
//          ispayload = false;
//
//      if(strstr(incomingData,"{ck") && strstr(incomingData,"}") )
//        {
//          last_http = millis();          
//          ishttpget=true;  
//                    
//          Serial.println("\n>>> POST");
//          static char buf[20]={0};
//          sprintf(buf,"%s",incomingData);
//
//          client_post(server,APIKEY,buf);
//          my_result_cb();
//                
//          return;
//        }                
//        
//        }
//  
//  
//  }


  //ZIGBEE检测接收数据处理
  if(!ishttpget)
  {   
      
      unsigned long serialnow = millis();//获取现在的时间
      if(serialnow - serialnowlast >= 5000)//如果数据间隔超过5秒而清空字符（为了防止数据错乱）
      { 
        serialnowlast = millis(); 
        memset(serialbuff, 0, 80);
        seriali=0;
      } 
      
      bool isSerial=false;
      while( Serial.available() )//如果串口有数据（ZIGBEE或电脑发过来的）
      {
        if(seriali==0)
        {
          Serial.println("Serial->");//打印出来方便调试
        }       
        serialData=(char)Serial.read();//读取串口数据
        //Serial.print(serialData);////这里不打印，否则ZIGBEE检测到{ckxxxx}就认为是命令
        serialbuff[seriali]=serialData;////保存到数组
        seriali++;////数组长度+1
        if(serialData=='}' || seriali>=80)//如果发现}而说明命令结束（并少于80个字符，太长会出错）
        {
          isSerial=true;
          break;
        }
      }
      
      //开始处理{ckxxxxx}字符，如POST上传到web服务器
      if(isSerial)
      {
        serialnowlast = millis(); //更新当前时间，不然5秒就超时了
        
        //Serial.println(serialbuff);
        char body[81]={0};
        get_html_body(serialbuff,body);//获取只是{ckxxxxxx}的字符,因为这是我们的命令格式 
        //Serial.println(body);    
       
        Serial.println("-------------------");
       
       //如果命令格式真确则POST到web服务器了
        if(strstr(body,"{ck") && strstr(body,"}") )
        {          
          last_http = millis();
          ishttpget=true;
          timer = millis();
          
          Serial.println("\n>>> POST");
          //static char buf[81]={0};
          //sprintf(buf,"%s",body);
          
          client_post(server,APIKEY,body);//POST到网址，APIKEY，字符
          my_result_cb();//接收web服务器返回的字符
          
        }
       
        memset(serialbuff, 0, 80);//清空字符
        seriali=0;//字符长度为0
        
        return;
      }
  }
  //delay(200);

  //更新web服务器命令的状态（比如发送成功还是失败还是异常等，NRF24l01用到，ZIGBEE不用这里而是直接发送{ck00xxxxxxupdate}命令就行）
  if( isUpdate )
  {
      isUpdate=false;
    
      last_http = millis(); 
      ishttpget=true;      
      
      Serial.println("\n>>> UPDATE");

      static char buf[20]={0};
      sprintf(buf,"%s",updateData); 
      //Serial.println(buf);  
   
      client_post(server,APIKEY,buf);//POST到网址，APIKEY，字符
      my_result_cb();//接收web服务器返回的字符        
      isUpdate=false;
      
      return;
  }

  //每2秒钟查看web服务器是有命令数据
  unsigned long now = millis();   
  if(now - last_http >= 2000)
  { 
    if(!ishttpget || (now - last_http) >= 20000)//20秒超时会执行，为了防卡死问题
    {
       last_http = millis(); 
       ishttpget=true;      
            
        
      Serial.println("\n>>> REQ");
      static char buf[20]={0};
      sprintf(buf,"{ck001000000000}"); //这个字符串代表获取新命令数据
      client_post(server,APIKEY,buf);//POST到网址，APIKEY，字符
      my_result_cb();//接收web服务器返回的字符        
      
      timer = millis();

    } 
   
  }   
  

}

//接收web服务器返回的字符        
static void my_result_cb(){
  char eth_buffer[350];
  timer=millis();
  while ((!client.available()) && (millis()-timer)<1000);

  if (client.available()) {
  
   for(int j=0;client.available()>0;j++)
   {
    char c = client.read();
    eth_buffer[j]=c;
    Serial.print(c);
   }
   client.stop(); 
  }
  Serial.println();
  
    char body[81]={0};
    get_html_body(eth_buffer,body);//获取只是{ckxxxxxx}的字符,因为这是我们的命令格式 
    //Serial.println(body);
        
    sendChannel=get_channel(body);//获取是哪个sid，这是m.znck007.com手机客服端里的sid

//  //如果使用NRF24l01,请启动这里
//   if(  sendChannel>0 )
//   {
//      networkSend.begin(/*channel*/ sendChannel, /*node address*/ other_node);
//         
//      networkSend.update();
//      Serial.println("");
//      Serial.print("Sending...");
//      if(sendCount>1000000) sendCount=0;
//      payload_t payload = { sendChannel, sendCount++, "{ck000000000000}" };//millis()    
//      sprintf(payload.sendchar,"%s",body);
//      RF24NetworkHeader header(/*to node*/ this_node);
//      bool ok = networkSend.write(header,&payload,sizeof(payload));
//      if (ok)
//      {
//        Serial.println("ok.");  
//        
//        isUpdate=true;        
//        char front[10]={0};
//        memcpy(front,body,9);       
//        sprintf(updateData,"%supdate}",front);
//        Serial.println(updateData);
//       
//      }
//      else
//      {
//        Serial.println("failed."); 
//      }
//    }  
    
    ishttpget=false;    
    last_http = millis();
      

    networkSend.begin(/*channel*/ sid, /*node address*/ this_node);         
    networkSend.update();        
        
}


//获取只是{ckxxxxxx}的字符,因为这是我们的命令格式 
void get_html_body(char *p,char *s){
  
  char rechar[81]={0};
  int bufi=0;
  
  bool isend=false;
  int charnum=0;    
  
  for(bufi=0;bufi<strlen(p);bufi++){
    //Serial.print(p[bufi]);
    
    if(p[bufi]=='{'){
      isend=true;
    }
    if(p[bufi]=='}' && isend==true){
      isend=false;
      rechar[charnum]=p[bufi];
      break;
    }
    if(isend){
      if(charnum<80)
      {
        rechar[charnum]=p[bufi];//Serial.print(rechar[charnum]);
        charnum++;        
      }
    }
    
  }
  Serial.println(""); 
  //memcpy(s,rechar,17);
  sprintf(s,"%s",rechar);
}

//获取是哪个sid，这是m.znck007.com手机客服端里的sid
int get_channel(char *buff){
    
  if( strstr(buff,"{ck") && strstr(buff,"}") && strlen(buff)>10)
    {
      char charChannel[4]={0};
      memcpy(charChannel,buff+3,3);
      Serial.println(charChannel);
      int intChannel=atoi(charChannel);
      Serial.println(intChannel);
      return intChannel;      
    }
    else
    {
      return 0;
    }
  
}

//W5100芯片POST字符数据到web服务器
int client_post(char *server, char *apikey, char *buf){

  if (client.connect(server, 80)) 
  {
      Serial.println("connecting...");
      // send the HTTP PUT request:
      client.print("POST /index.php");
      client.println(" HTTP/1.1");
      client.println("Host: api.znck007.com");
      client.print("apikey: ");
      client.println(APIKEY);
      client.print("Accept: *");
      client.print("/");
      client.println("*");
      client.print("Content-Length: ");
      // calculate the length of the sensor reading in bytes:
      // 8 bytes for {"value":} + number of digits of the data:
      size_t thisLength = strlen(buf);
      client.println(thisLength);
      
      client.println("Content-Type: application/x-www-form-urlencoded");
      client.println("Connection: close");
      client.println();
      
      client.println(buf);
      client.println();
  } 
  else
  {
      // kf you didn't get a connection to the server:
      Serial.println("connection failed");
      Serial.println();
      Serial.println("disconnecting.");
      client.stop();
  }

}

四、插上网线，打开串口就可以测试联网是否成功了！

串口波特率设置115200（否则会有乱码的哦）

第二部份：刷zigbee模块代码

一、将zigbee模块插到zigbee开发板上

二、连上SMARTRF04EB下载器。
将一边有凸出来的一端与(VDD、RES、NC、DC、GND的NC对应就正确了！

三、安装SMARTRF04EB驱动
http://pan.baidu.com/s/1dDH1ZX3（安装SmartRFStudio后里面包含有驱动）
提示：如果刷不成功，点击一下SMARTRF04EB上的RESET（凹进去就用笔撮）。

四、安装IAR 8.1，软件比较大，安装后看说明破解就好。
http://pan.baidu.com/s/1eQ7WP3s（下载解压里面有安装说明）

五、下载zigbee自组网代码。
http://pan.baidu.com/s/1COxT8（最新ZStack-CC2530-2.5.1自组网代码，已经写好了按键、LED灯功能）
解压后目录里运行：Projects\zstack\Utilities\SerialApp\CC2530DB\SerialApp.eww