第1步：電路概述

我已經(jīng)包含了一個(gè)上面電路圖的副本供參考，盡管應(yīng)該注意它是對(duì)U1的支持，但DS1307Z + RTC在軟件中不再可用，不再需要以下組件并將其從零件清單中刪除；

U1，R1，R3，R4，C1，Q2和G1

步驟2：軟件概述

序言

要成功編譯此源代碼，您將需要以下額外的庫；

PubSubClient.h

由：Nick O‘ Leary

目的：使設(shè)備能夠與給定的Broker一起發(fā)布或訂閱MQTT主題

來自：https://github.com/knolleary/pubsubclient

Bounce2.h

由：Thomas O Fredericks

目的：在軟件中對(duì)輸入開關(guān)進(jìn)行反抖動(dòng)

來自：https：//github.com/thomasfredericks/Bounce2

在源代碼bel中也提供了完整的詳細(xì)信息

您還需要知道;

MQTT Broker的IP地址（IPv4格式AAA.BBB.CCC.DDD）：

IPAddress代理（

W，X，Y，Z

）;

用于您的IoT設(shè)備的免費(fèi)IP地址： byte ip ［］ = {W，X，Y，Z};

代碼概述

啟動(dòng)時(shí)，軟件將使用上面預(yù)先提供的連接詳細(xì)信息連接到以太網(wǎng)。

一旦連接到IoT設(shè)備的LAN，使用以下客戶端名稱’WIZNet5100-DE：AD：BE：EF：FE：ED ‘在MQTT代理中注冊(cè)，并將其詳細(xì)信息發(fā)布到以下MQTT主題；

/EthernetDevice/SwVerConfirm：：此字符串包含一個(gè)連接字符串，以逗號(hào)分隔，由通用設(shè)備名稱，設(shè)備的唯一MAC地址和Arduino文件的名稱組成用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行編程。在這種情況下，’WIZNet5100，DE：AD：BE：EF：FE：ED，MQTTStudyLightController1_8.ino ‘。

/EthernetDevice/Study/LightConfirm

：：當(dāng)該設(shè)備在/EthernetDevice/Study/LightsQuery 主題，它通過單個(gè)字節(jié)發(fā)布到Swan，頂架和臺(tái)燈下的/EthernetDevice/Study/LightConfirm 主題狀態(tài)。該字節(jié)的值的范圍是0 。.. 7。位0 =天鵝燈，位1 =頂架燈，位2 =桌面燈。 1 =開，0 =關(guān)。注意：如果按下本地按鈕，將發(fā)生相同的確認(rèn)響應(yīng)。

/EthernetDevice/Study/LightControllerTempAlarmConfirm

：：當(dāng)此設(shè)備在/EthernetDevice/Study/LightControllerTempAlarmQuery 主題上收到發(fā)布時(shí)，它會(huì)通過發(fā)布到/EthernetDevice/Study/LightControllerTempAlarmConfirm 主題來做出響應(yīng)。學(xué)習(xí)燈控制器溫度警報(bào)狀態(tài)。有效= 1/無效= 0。

/EthernetDevice/Study/LightControllerTemp

：該設(shè)備會(huì)針對(duì)該主題發(fā)布學(xué)習(xí)燈控制器內(nèi)部溫度，該溫度以攝氏度為單位，經(jīng)過滾動(dòng)平均后精確到小數(shù)點(diǎn)后2位，其樣本存儲(chǔ)在以下數(shù)組中’averageTempArray ［MAX_TEMPS］‘ 》。僅當(dāng)溫度發(fā)生整數(shù)變化時(shí)才會(huì)發(fā)布更新，以防止此IoT設(shè)備“阻塞”網(wǎng)絡(luò)。

它隨后訂閱以下MQTT主題；

/EthernetDevice/SwVerCommand：：在收到有關(guān)此主題的通知時(shí)，設(shè)備將使用/EthernetDevice/SwVerConfirm 發(fā)布進(jìn)行響應(yīng)。這是 廣播 的回復(fù)。即。所有設(shè)備都可以響應(yīng)。

/EthernetDevice/DE：AD：BE：EF：FE：ED/SwVerCommand ：收到此主題的通知后，設(shè)備將以/EthernetDevice/響應(yīng)SwVerConfirm 發(fā)布。這是 定位 的響應(yīng)。即。僅此設(shè)備將響應(yīng)。

/EthernetDevice/Study/LightsQuery

：：如上文針對(duì)/EthernetDevice/Study/LightConfirm ，此設(shè)備將使用狀態(tài)字節(jié)響應(yīng)此主題發(fā)布。

/EthernetDevice/Study/SwanLight：：當(dāng)接收到有關(guān)此主題的通知時(shí)，設(shè)備將打開/關(guān)閉書房天鵝燈。有效載荷值“ 1”將點(diǎn)亮燈，“ 0”熄滅。更新光輸出后，將通過/EthernetDevice/Study/LightConfirm 主題上的出版物返回光的當(dāng)前狀態(tài)。這樣，OpenHAB站點(diǎn)將反射相應(yīng)光線的實(shí)際值。

/EthernetDevice/Study/TopShelfLight：至于/EthernetDevice/Study/SwanLight ，但控制權(quán)用于頂級(jí)貨架燈。

/EthernetDevice/Study/UnderDeskLight：如上，但適用于Under Desk Light。

/EthernetDevice/Study/LightControllerTempQuery：：收到此主題的通知后，設(shè)備將以/EthernetDevice/Study/LightControllerTemp 出版物進(jìn)行響應(yīng)。有效負(fù)載，詳細(xì)說明了如上所述的當(dāng)前內(nèi)部溫度。這樣，可以在任何時(shí)候輪詢學(xué)習(xí)燈控制器，以確定其當(dāng)前溫度。此機(jī)制用于克服OpenHAB中圖持久性的問題。 （有關(guān)更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參見此處https://github.com/openhab/openhab/wiki/Charts）

/EthernetDevice/Study/LightControllerTempAlarmQuery：當(dāng)收到有關(guān)此主題的通知時(shí)設(shè)備將使用/EthernetDevice/Study/LightControllerTempAlarmConfirm 出版物進(jìn)行響應(yīng)，該出版物包含詳細(xì)描述了當(dāng)前內(nèi)部溫度警報(bào)狀態(tài)的有效負(fù)載，如上所述。另外，如果內(nèi)部溫度超過40攝氏度，所有指示燈將自動(dòng)關(guān)閉，并且將活動(dòng)狀態(tài)發(fā)布到/EthernetDevice/Study/LightControllerTempAlarmConfirm 主題。這樣，學(xué)習(xí)燈控制器會(huì)自動(dòng)觸發(fā)對(duì)OpenHAB的更新，或者可以對(duì)其進(jìn)行輪詢以確定其當(dāng)前的溫度警報(bào)狀態(tài)。該消息將觸發(fā)“ Light Cont?！鄙暇瘓?bào)鈴的顏色狀態(tài)更改。配置”頁面并激活警告聲音事件。

完成后，該軟件立即進(jìn)入循環(huán)，監(jiān)視MQTT Broker連接以獲取主題出版物以及通過按鈕進(jìn)行的任何本地照明更改請(qǐng)求箱輸入，管理系統(tǒng)計(jì)時(shí)器并持續(xù)監(jiān)控平均內(nèi)部溫度狀態(tài)。

實(shí)現(xiàn)無阻塞計(jì)時(shí)器

如前言中所述，我實(shí)現(xiàn)了無阻塞計(jì)時(shí)器功能，對(duì)此的調(diào)用如下;

無效timer_create（int iTimerNumber，無符號(hào)長ulTimerPeriod，void（* callbackfn）（void））;

用于創(chuàng)建新的計(jì)時(shí)器“ iTimerNumber”并將其上下文添加到stiTimerArray ［］。所需的延遲時(shí)間“ ulTimerPeriod”以毫秒為單位，并提供了指向回調(diào)函數(shù)的指針。如果計(jì)時(shí)器到期，則執(zhí)行此回調(diào)函數(shù)。

void timer_update（void）;

必須定期從主循環(huán)中調(diào)用此函數(shù)，該函數(shù)用于更新所有計(jì)時(shí)器，檢查它們是否已到期，以及是否已到期，啟動(dòng)回調(diào)函數(shù)’callback（）‘。

無效的timer_start（int iTimerNumber）;

如前所述，對(duì)該函數(shù)的調(diào)用將啟動(dòng)計(jì)時(shí)器倒計(jì)時(shí)

無效的timer_stop（int iTimerNumber）;

如前所述，對(duì)該函數(shù)的調(diào)用將

void timer_reset（int iTimerNumber）;

被調(diào)用將延長超時(shí)時(shí)間周期到其初始值。有效地創(chuàng)建一個(gè)“可重置的單穩(wěn)態(tài)”計(jì)時(shí)器。用外行的話來說，就像“踢”看門狗計(jì)時(shí)器一樣。

布爾型timer_isRunning（int iTimerNumber）;

函數(shù)調(diào)用以測(cè)試以查看給定的計(jì)時(shí)器當(dāng)前是否正在運(yùn)行。

。

如果需要新的計(jì)時(shí)器，則必須執(zhí)行以下操作進(jìn)行；

增加MAX_TIMERS的數(shù)量

#define MAX_TIMERS 3

定義新的計(jì)時(shí)器定義，即

#define NEW_TIMER 2

定義新的回調(diào)函數(shù)void cf（void）;并添加計(jì)時(shí)器

timer_create（NEW_TIMER，10000，cf）;

啟動(dòng)新timer

timer_start（NEW_TIMER）;

給出了源代碼的完整副本

步驟3：OpenHAB接口

要將Study Lights Controller集成到現(xiàn)有的“ SteveQuinn Household” 網(wǎng)站中，我對(duì)站點(diǎn)地圖進(jìn)行了更改，如上圖一所示。這里的陰影屏幕描述了變化；

研究屏幕現(xiàn)在包含三個(gè)開關(guān)；天鵝燈，頂架燈，臺(tái)燈下和內(nèi)部書房燈控制器溫度會(huì)顯示出來（請(qǐng)參見圖2），

已添加新的“燈光控制器配置”（“光照配置”）網(wǎng)頁，以允許用戶可以查詢當(dāng)前內(nèi)部溫度警報(bào)狀態(tài)以及當(dāng)前內(nèi)部溫度。 （請(qǐng)參見圖3，此處顯示為紅色，警報(bào)處于活動(dòng)狀態(tài)），

已添加了一個(gè)新的趨勢(shì)屏幕，其中顯示了控制器的內(nèi)部溫度趨勢(shì)（請(qǐng)參見圖4和5）。

。

與以前一樣如果您想使用“ stevequinnhousehold ”示例，則需要做的就是解壓縮下面zip文件的內(nèi)容并將其拖放進(jìn)入上圖6所示的OpenHAB目錄。

。

此實(shí)現(xiàn)使用OpenHAB的功能播放聲音片段。如上文所述，如果Study Light Controller的內(nèi)部溫度超過40攝氏度，則IoT設(shè)備將通過發(fā)送帶有有效負(fù)載= ’1‘。收到此消息將觸發(fā)在Raspberry Pi上播放聲音剪輯“ OverTemp.mp3”，并將“內(nèi)部溫度警報(bào)”的顏色從黑色更改為紅色。有關(guān)更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參見“測(cè)試IoT設(shè)備”。

為了使OpenHAB能夠播放您的OpenHAB安裝聲音，需要進(jìn)行一些更改（我正在假設(shè)您正在遵循本系列的所有部分）。我已將此更改添加到先前的有關(guān)如何安裝OpenHAB（第6部分：IoT家庭自動(dòng)化）的說明中。但是，為方便起見，我也在下面詳細(xì)介紹了它們。照常執(zhí)行更改時(shí)，切記要打開OpenHAB服務(wù)器的PuTTY終端窗口并剪切并粘貼以避免錯(cuò)誤。

首先在默認(rèn)值下編輯openhab文件；

sudo nano/etc/default/openhab

找到USER_AND_GROUP并將其更改為；

USER_AND_GROUP = root：root

現(xiàn)在在systemd下編輯openhab.service；

sudo nano/usr/lib/systemd/system/openhab.service

找到用戶和組并將其更改為；

User = root

Group = root

就是這樣?，F(xiàn)在，重新啟動(dòng)OpenHAB以使更改生效。

sudo服務(wù)openhab重新啟動(dòng)

或重新啟動(dòng)

立即重啟sudo

步驟4：測(cè)試IoT設(shè)備

在我先前的Instructable’設(shè)置和配置OpenHAB中。第6部分：物聯(lián)網(wǎng)，家庭自動(dòng)化‘我介紹了如何使用模擬數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)試以及它們各自的優(yōu)點(diǎn)。

在這種情況下，我們將同時(shí)使用這兩種方法來測(cè)試我們的新物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。如上圖一和圖二所示。

為方便起見，將使用模擬數(shù)據(jù)來觸發(fā)過熱警報(bào)。否則，將需要打開學(xué)習(xí)燈控制器，并在MSP9700A上施加高于40攝氏度的溫度以強(qiáng)制發(fā)出警報(bào)。

我詳細(xì)介紹了“過熱警報(bào)”序列的消息流。在上面的圖片3中

為了驗(yàn)證燈光控制和計(jì)時(shí)器功能，實(shí)際上將使用OpenHAB界面和按鈕框進(jìn)行測(cè)試。

我還提供了一個(gè)測(cè)試視頻片段

步驟5：結(jié)論

鑒于我當(dāng)前的基礎(chǔ)架構(gòu)以及Arduino/MQTT/Raspberry Pi的知識(shí)，我們重新設(shè)計(jì)了作為家庭自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)中的IoT設(shè)備，Study Light Controller相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)且運(yùn)行良好。實(shí)際上，添加按鈕去抖動(dòng)庫使反應(yīng)時(shí)間比我最初編寫的要快得多。

但是，錯(cuò)過屬性著名的比爾·蓋茨的報(bào)價(jià)“ 640 K對(duì)任何人都應(yīng)該足夠”事后看來，我應(yīng)該選擇一個(gè)更大的Arduino，那樣我就可以同時(shí)包括RTC功能和DHCP功能。

第6步：使用的引用

我使用以下來源將此Instructable放在一起；

PubSubClient.h

由：Nick O’Leary

目的：使設(shè)備可以使用給定的代理發(fā)布或訂閱MQTT主題

來自：https：//github .com/knolleary/pubsubclient

Bounce2.h

由：Thomas O Fredericks

目的：在輸入開關(guān)中消除抖動(dòng)軟件

來自：https://github.com/thomasfredericks/Bounce2

數(shù)據(jù)表

http：//ww1.microchip.com/downloads/zh-CN/DeviceDoc/21 。..

解碼規(guī)則的二進(jìn)制數(shù)據(jù)

HTTPS：//community.openhab.org/t/integer-to-binary/。..

https://groups.google.com/forum/# ！主題/XTEND浪。..

HTTPS：//github.com/openhab/openhab/wiki/Samples-Ru 。..

https://github.com/openhab/openhab/wiki/Samples-Item-Definitions

Xtend

http://www.eclipse.org/xtend/documentation/i ndex.h 。..

繪圖（包括rrd4j持久性問題）

https://github.com/openhab/openhab/wiki/Charts

問題：獲取exec綁定以執(zhí)行命令（如何使playSound與OpenHAB一起使用）

https://community.openhab.org/t/problem-getting-exec-binding-to-execute-command/2872/36

Sounds

http://soundbible.com/tags-alarm.html

比爾·蓋茨（Bill Gates）報(bào)價(jià)經(jīng)常被錯(cuò)過的消息

https://en.wikiquote.org/wiki/Bill_Gates
責(zé)任編輯：wv