以Thunderboard Sense 2創(chuàng)建智能家居的藍(lán)牙照明應(yīng)用示例

Silicon Labs Thunderboard? Sense 2是一個高集成度、緊湊型的多傳感器和多協(xié)議無線開發(fā)套件。該工具包具有廣泛的傳感器，基于強(qiáng)大的EFR32? Mighty Gecko無線系統(tǒng)芯片(SoC)。它還包括四個高亮度的RGB LED。對于開發(fā)電池驅(qū)動的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備而言，Thunderboard Sense 2是一個非常理想的平臺。

EFR32 Mighty Gecko無線SoC支持專有協(xié)議棧和常見的物聯(lián)網(wǎng)無線標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，如Zigbee、Thread和Bluetooth®低功耗。在這個項目中，我們將使用幾個Thunderboard Sense 2板建立一個藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。將供應(yīng)兩塊板作為燈，一塊板作為開關(guān)。由Silicon Labs開發(fā)的藍(lán)牙網(wǎng)狀智能手機(jī)應(yīng)用程序，可以控制單個燈或群體燈。此外，所供應(yīng)的設(shè)備可以控制同一組中的所有燈。

藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)

藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是藍(lán)牙低功耗設(shè)備的一種新拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。該技術(shù)于2017年發(fā)布，允許多對多設(shè)備通信。藍(lán)牙m(xù)esh能夠在更大規(guī)模的藍(lán)牙設(shè)備之間實現(xiàn)多跳通信，這使得它成為智能家居應(yīng)用的理想選擇，例如照明和無線傳感器節(jié)點(diǎn)。在藍(lán)牙m(xù)esh之前，所有的藍(lán)牙設(shè)備都必須連接到一個中心集線器，也就是所謂的“星形網(wǎng)絡(luò)”拓?fù)?。這意味著恒星網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)之間不能相互通信。以前，所有消息都位于節(jié)點(diǎn)和中心集線器之間。但有了網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，所有設(shè)備都可以互相通信。這允許以數(shù)千個節(jié)點(diǎn)的數(shù)量擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的范圍。

入網(wǎng)配置

添加到網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備必須首先通過Provisioning的程序配置給網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。供應(yīng)主要是一個安全過程，在此過程中，供應(yīng)者發(fā)現(xiàn)未供應(yīng)的設(shè)備并向設(shè)備發(fā)送加入網(wǎng)絡(luò)的邀請。然后，提供程序和要提供的設(shè)備交換公鑰。然后，每個設(shè)備生成一個會話密鑰，用于保護(hù)連接以交換供應(yīng)數(shù)據(jù)。供應(yīng)數(shù)據(jù)包括網(wǎng)絡(luò)密鑰、設(shè)備密鑰、稱為IV索引的安全參數(shù)及其單播地址。在此之后，未供應(yīng)的設(shè)備現(xiàn)在稱為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。

發(fā)布和訂閱

藍(lán)牙Mesh中使用的通信機(jī)制稱為發(fā)布和訂閱。在藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)通常被配置成組。例如，房間里所有的燈可以組合在一起。這意味著組中的所有節(jié)點(diǎn)都可以接收相同的消息。在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，每個組分配一個組地址，多播消息用于向所有設(shè)備發(fā)送消息。

軟件設(shè)置

在這個演示中，我們將使用三個Thunderboard Sense 2傳感器來演示一個基本的藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)照明應(yīng)用程序。至少需要兩塊TBS2板才能構(gòu)建網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。

首先，您需要下載由Silicon Labs提供的Integrated DriveElectronics (IDE) Simplicity Studio，并展開以下步驟：

1、安裝藍(lán)牙Mesh SDK，打開simple Studio并注冊或登錄，如果您已經(jīng)有一個帳戶。您必須登錄才能訪問藍(lán)牙Mesh SDK。

2、點(diǎn)擊“幫助”和“更新軟件”，安裝管理器應(yīng)該出現(xiàn)。單擊“按產(chǎn)品組安裝”。用于安裝SDK的安裝管理器。

3、在Wireless & RF下選擇“Bluetooth”進(jìn)行藍(lán)牙包的安裝，后單擊“Next”接受條款和條件，完成安裝。

演示固件

通過Micro-B USB將Thunderboard Sense 2連接到PC上。在Simplicity Studio中，面板將出現(xiàn)在左側(cè)頂部面板的“調(diào)試適配器”下。選擇它，您應(yīng)該會看到演示軟件開始加載在啟動程序中。

在“demo”下，打開藍(lán)牙Mesh SDK。對于這個項目，您將需要用“SOC - BT Mesh Light”示例，用“SOC - BT MeshSwitch”示例。

Thunderboard Sense 2配置

在這個步驟中，我們將把設(shè)備配置到網(wǎng)絡(luò)并將它們分組在一起。在智能手機(jī)上安裝藍(lán)牙m(xù)esh移動應(yīng)用程序。該應(yīng)用程序適用于iOS和Android。安裝應(yīng)用程序后，打開它并創(chuàng)建一個新的網(wǎng)絡(luò)。為此，我們創(chuàng)建了一個名為“Demo Smart Home”的網(wǎng)絡(luò)。你可以通過點(diǎn)擊右上角的“+”按鈕來創(chuàng)建一個新的網(wǎng)絡(luò)。如果選擇網(wǎng)絡(luò)，可以創(chuàng)建新的組。該小組將代表智能家居中的一個房間。

將設(shè)備配置為Light節(jié)點(diǎn)

單擊“Provisioning”選項卡將設(shè)備供應(yīng)到網(wǎng)絡(luò)。所有未供應(yīng)的設(shè)備都將出現(xiàn)在列表中。選擇藍(lán)牙設(shè)備，點(diǎn)擊“設(shè)置”。配置完成后，您將被引導(dǎo)到設(shè)備配置頁面，在那里您可以選擇更改設(shè)備的名稱、將其添加到一個組并賦予其功能。為簡單起見，我們將light節(jié)點(diǎn)的名稱更改為“Lamp 1”。接下來，選擇要添加light節(jié)點(diǎn)的組。最后，選擇“Light CTL Server”作為Light節(jié)點(diǎn)的功能。CTL表示顏色可調(diào)光，這意味著我們的光節(jié)點(diǎn)可以接收開/關(guān)、色溫和亮度信息。

將設(shè)備配置為開關(guān)節(jié)點(diǎn)

返回到未供應(yīng)設(shè)備列表并選擇一個switch節(jié)點(diǎn)。按照與配置light節(jié)點(diǎn)相同的步驟，但是選擇“l(fā)ight CTL客戶端”作為開關(guān)的功能。與light節(jié)點(diǎn)不同，switch節(jié)點(diǎn)將發(fā)布事件，這意味著它將發(fā)送on/off、色溫和亮度消息，而不是接收消息。

開始演示

藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在可以進(jìn)行測試了。作為light節(jié)點(diǎn)的Thunderboard Sense 2板上的高亮度LED用于演示這些燈。這些light節(jié)點(diǎn)可以通過藍(lán)牙m(xù)esh智能手機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)行分組或單獨(dú)控制。要以開關(guān)形式來控制light節(jié)點(diǎn)，請使用兩個按鈕，PB0和PB1。

PB0按鈕

短按: 減少光亮度10%

中壓: 降低CTL值

長按: 發(fā)送信息

PB1按鈕

短壓: 增加光亮度10%

中壓: 提高CTL值

長按: 發(fā)送信息

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