基于W5500+Yeelink的远程灯光控制设计

傻彪5213

基于W5500的远程灯光控制设计
概述
工具：物联网云平台Yeelink  DHT11温湿度传感器   W5500EVB
编译环境：Keil4
目的：通过以太网实时监控远程某个位置的温度和湿度
    在W5500EVB端连接LED灯，通过W5500与网络连接，并与物联网云平台Yeelink中添加设备建立连接；之后系统会将读取的温度和湿度上传到物联网云平台Yeelink，这样就可以随时通过网络观察温度和湿度变化。 物联网云平台Yeelink还提供了一个简单的手机，登陆 Yeelink账号，也可以随时随地的观察温度和湿度的变化。
一、物联网云平台Yeelin
物联网云平台Yeelink在之前发的帖子里有简单的介绍，官方网站也有详细的介绍，在此就不再多讲了。如果有问题的可以回复我，谢谢。
图1是设备添加号以后自动生成的一个开关模型，点击它可以控制LED灯的亮灭。

图1 开关设备
二、W5500简介
韩国WIZnet公司生产的以太网控制芯片W5500整合了五层结构中的前四层，即物理层、数据链路层、网络层和传输层，并在内部利用硬件实现了TCP/IP协议栈。开发者无需专业的网络知识，使用W5500如同控制外部存储器一样简单，为用户提供了最简单的网络接入方法。全硬件TCP/IP协议栈完全独立于主控芯片，可以降低主芯片负载且无需移植繁琐的TCP/IP协议栈，便于产品实现网络化更新。

以太网控制芯片W5500具有以下特点：
1、W5500支持硬件TCP/IP协议，包括TCP、UDP、ICMP、IPv4、ARP、IGMP、PPPoE和以太网的PHY和MAC层，TCP/IP协议的硬件实现，使得应用协议的实现更简单容易；
2、支持8个独立的SOCKET同时工作，可同时工作在不同的工作模式；
3、支持掉电模式，并支持网络唤醒，最大程度地减少功率消耗和发热；
4、支持高速SPI接口（SPI MODE 0，3），SPI的时钟最高可达到80MHz，极大地提高了网络通信的数据传输速率；
5、内部集成32KB存储器用于发送/接收缓存；
6、内嵌10BaseT/100BaseTX以太网物理层（PHY）；
7、支持自动协商（10/100-Based全双工/半双工）；
8、不支持IP分片；
9、工作电压为3.3V，但I/O信号口可承受5V电压；
10、具有多功能LED指示输出（全双工/半双工，网络连接，网络速度，活动状态等）；
11、48引脚LQFP无铅封装（7x7mm, 0.5mm 间距）。

三、系统设计
1. 电路设计
电路很简单，在W5500EVB板上有STM32最小系统电路，所有引脚引出，我们只要在任何一个未被占用的端口接入一个LED登就可以。好多爱好者可能没有这个板子，不过没关系。淘宝上有好多W5500的模块，通过SPI方式于你们自己的最小系统连接，再在程序中相应的引脚对应好，就可以方便控制
2. 程序分析
char postT[]={//提交温度
"GET /v1.0/device/15804/sensor/27168/datapoints HTTP/1.1\r\n"
"Host:api.yeelink.net\r\n"
"Accept:*/*\r\n"
"U-ApiKey:fea57b9cc1ed5ad34d48430785b44e8f\r\n"
"Content-Length:12\r\n"
"Content-Type:application/x-www-form-urlencoded\r\n"
"Connection:close\r\n"
"\r\n"
"{\"value\":x}\r\n"
};//xx用来填充数值
这其中，device/ID/sensor/ID 这两处ID 已经在Yeelink网站上注册得到，一个是设备ID，一个是设备上的传感器的ID，同时，一个设备可以有若干个传感器。U-ApiKey则是你的身份识别码，同样是注册后获得，只有正确提交U-ApiKey才可以在Yeelink上面更新数据。Content-Length:后面的12，指的就是 {"value":24} 的长度，更具体的格式可以翻阅Yeelink的API文档。需要注意的是，在C语言中，双引号 “”需要使用转义字符。
    在分析细节代码之前，按照惯例我们还是先来看一下主函数。在这里完成了对W5500EVB的初始化，并在主循环里面完成了向Yeelink提交数据。由于这个程序需要访问Yeelink平台，也就要求W5500EVB能访问外网，因此这里我们要确保给W5500配置IP地址能访问外网。
    置W5500为客户端模式的调用过程：W5500_Init()-->Socket_Init(s)-->Socket_Connect(s)，设置过程即完成，并与远程服务器连接。连接后就可以发送数据，在这里，数据发送完成后，链接会被Yeelink断开，下次发送需要重新进行Socket_Init(s)-->Socket_Connect(s)的过程。
主程序第7行到第19行实现W5500EVB的初始化，初始化工作完成之后，单片机就可以读取数据和向Yeelink发送数据了。W5500EVB作为Yeelink客户端，在向Yeelink上传数据时为TCP连接，所以这里按照TCP的状态机模式写程序。
第25行，socket初始化之后，W5500EVB就向Yeelink发送连接请求，从而完成了每分钟向Yeelink提交一次开关状态。27到50行是建立连接后数据的读取和灯光控制过程。第27行，socket连接建立建立完成，首先把Sn_IR的第0位置1来清空中断，然后向物联网平台提交报文/请求命令，发送成功以后再通过网络读Yeelink平台开关的状态并保存在Buffer中。读到开关状态以后就可以轻松控制LED灯了。。第42行是socket等待关闭状态，这个状态很简单，由于这个状态是一方断开连接，还能够继续向服务器发送数据，所以就和socket建立连接状态基本相同了。第53行，socket关闭状态，打开socket并初始化TCP模式。

• int main(void)
• {  
•   static uint8 i=0;
•   uint8 ch=SOCK_HUMTEM;
•   uint16 anyport=3000;
•   uint8 server_ip[4]={42,96,164,52};//  api.yeelink.net  的ip地址
•   RCC_Configuration(); /* 配置单片机系统时钟*/
•   GPIO_Configuration();/* 配置GPIO*/
•   NVIC_Configuration();/* 配置嵌套中断向量*/
• //  Timer_Configuration();
•   Systick_Init(72);/* 初始化Systick工作时钟*/
•   USART1_Init(); /*初始化串口通信:115200@8-n-1*/
•   at24c16_init();/*初始化eeprom*/
• //  printf("W5500 EVB initialization over.\r\n");
•   Reset_W5500();/*硬重启W5500*/
•   WIZ_SPI_Init();/*初始化SPI接口*/
• //  printf("W5500 initialized!\r\n");  
•   set_default();
•   set_network();
•   while(1)
•   {
•     switch(getSn_SR(ch))
•     {
•       case SOCK_INIT:
•          connect(ch, server_ip ,80);
•         break;
•       case SOCK_ESTABLISHED:
•        //case SOCK_CLOSE_WAIT:
•         if(getSn_IR(ch) & Sn_IR_CON)
•         {
•           setSn_IR(ch, Sn_IR_CON);
•         }
•                   memcpy(Buffer,post,strlen(post));
•                   send(ch,(const uint8 *)Buffer,sizeof(Buffer));
•                   memset(Buffer,0,sizeof(Buffer));
• //                  printf("%d:Socket Send OK\r\n",ch);
•                   recv(ch,Buffer,405);/*W5500接收来自Sever的数据*/                      
• //          printf("%s\r\n",Buffer);
•                   Buffer[401]=Buffer[401]-48;
•                   if(Buffer[401]==0)
•                   {
•                    LED3 =1;
•                    printf("LED OFF\r\n");
•                    }
•                    else
•                    {  
•                    LED3 =0;
•                    printf("LED ON\r\n");
•                    }
•                             Delay_ms(200);
•                    close(ch);
• //               disconnect(ch);
•         break;
•       case SOCK_CLOSE_WAIT:   
•                    printf("Send to Yeelink:OK\r\n");
•         break;
•       case SOCK_CLOSED:  
•         socket(ch, Sn_MR_TCP,anyport++ , 0x00);   
•         break;
•       default:
•         break;
•    }   
• }
• }
  

四、测试效果
以下视屏是我自己实验的效果，通过点击开关可以看到LED灯的变化。也可以通过手机APP来控制，效果还是可以的。点击开关发现开关颜色会发生变化，如果是绿色就是开，如果是灰色就是关。手机APP端控制按钮标有ON/OFF，可以一目了然。
http://v.youku.com/v_show/id_XODM5MDg1MzQw.html
五、注意事项
1.在申请账号时要注意API KEY，添加设备时会生成一个URL请求，里面提供了设备ID device，传感器ID sensor。
2. 要理解Http方法：Get请求与Post请求的区别
Get是向服务器发送索取数据的一种请求，Get是获取信息，而不是修改信息。而Post是向服务器提交数据的一种请求，Post请求则作为http消息的实际内容发送给web服务器，数据放置在HTML Header内提交，Post没有限制提交的数据。
控制灯光是W5500作为客户端向物联网平台获取信息，获取开关状态来控制LED的亮与灭，所以选用GET请求。
3.把之前得到的API KEY、设备ID、传感器ID添加到程序中的请求报文中
4.好多人可能会发现，得到的开关状态不知道去哪了，也不知道如何得到，我可以给大家提供一个比较简单的方法，当我们从物联网平台Yeelink端得到状态并保存在Buffer后，可以通过串口打印Buffer信息。如下图所示，{"timestamp":"2014-11-21T17:39:24","value":0}的value后就是开关状态，然后通过打开的测试就可以的到具体的开关状态。

5.在读取数据的过程中，每读一次数据Socket就要关闭在开一次，但是测试发现在等待关闭的情况读取几次以后就不能正常关闭，如果出现这种问题可以直接关闭Socket后再打开。

seeyou2013

帮顶，学习了     

seeyou2013

有原理图  连接图就更好了

傻彪5213

seeyou2013 发表于 2014-12-1 12:31
有原理图  连接图就更好了

不好意思 ，板子是配套的，没什么连接图。原理图如下。

xkxklf_123

hyghyg1234

我也试过，问题是当你要控制的东西多了就比较麻烦了，每个都需要不停的去询问，实时性降低很多，只能玩玩。

bitcoin2

广告吗？卤煮

lionsg

貌似比W5100发热改善了些

傻彪5213

lionsg 发表于 2014-12-29 21:15
貌似比W5100发热改善了些

我看了技术文档，功耗更低了、RX/TX缓存增至32k，有8个Socket。
我觉得改善还是比较大的。

lionsg

是吧，价格也水涨船高了，看看长期稳定性怎么样

傻彪5213

lionsg 发表于 2014-12-31 15:51
是吧，价格也水涨船高了，看看长期稳定性怎么样

不是吧，我在淘宝上看了一下，W5500的价格还是相对很合理的。它相对于W5100、W5200等也是很稳定的。

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mark ,有空看一下Yeelin

zengyi703

好东西，关注一下yeelink

JACK847070222

楼主，知道怎么一个请求上传多个传感器数据或者获取多个开关的状态吗，实际应用不可能只用一个开关或者传感器，要分次读取实时性就会下降，请教了

videofun

很牛的资料啊，谢谢分享给大家，点赞一个