我前兩天買了個(gè)魚(yú)缸，里面養(yǎng)了些觀賞魚(yú)，可沒(méi)燈光照射的話，魚(yú)看起來(lái)就黯淡失色。所以我覺(jué)得， 需要加裝一個(gè)可以自定義顏色的RGB燈帶，增加些觀賞性，并且我是一個(gè)比較懶的人，我感覺(jué)遠(yuǎn)程遙控的功能也要有。之前做項(xiàng)目用過(guò)WIZnet的W5500芯片實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)功能，近期他們出了個(gè)帶MCU的以太網(wǎng)芯片W55MH32，正好可以跟他們銷售申請(qǐng)?zhí)组_(kāi)發(fā)板玩玩，計(jì)劃是以太網(wǎng)連接到OneNET，微信弄個(gè)小程序也連上OneNET，最終從小程序操控RGB燈帶，功能實(shí)現(xiàn)沒(méi)問(wèn)題，后面弄成POE供電的，方便布線，文章記錄下開(kāi)發(fā)過(guò)程，后續(xù)會(huì)把代碼以及PCB都o(jì)pen出來(lái)，文中會(huì)展示小程序源碼和工程源碼，我會(huì)把工程完整的展示同時(shí)也會(huì)說(shuō)明快速使用時(shí)需要替換的參數(shù)。這套方案其實(shí)還能用到其他場(chǎng)景，比如在床頭裝個(gè)氛圍燈，也很合適。

本項(xiàng)目以 W55MH32 以太網(wǎng)單片機(jī)為核心，搭建了一套基于以太網(wǎng)的全彩燈條遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)通過(guò)微信小程序遠(yuǎn)程調(diào)節(jié) WS2812B 燈條的顏色及動(dòng)態(tài)效果（如流水燈、彩虹燈）。項(xiàng)目驗(yàn)證了 W55MH32 在物聯(lián)網(wǎng)燈光控制場(chǎng)景的適用性及 MQTT+OneNET 架構(gòu)的通信效率。

以太網(wǎng)燈條調(diào)色器實(shí)現(xiàn)：開(kāi)源項(xiàng)目鏈接

原理圖和PCB暫時(shí)未實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)后將會(huì)進(jìn)行補(bǔ)充。

視頻現(xiàn)象查看點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)

1 項(xiàng)目核心價(jià)值與實(shí)現(xiàn)效果

通過(guò)微信小程序的 RGB 滑塊，能精準(zhǔn)調(diào)節(jié)紅、綠、藍(lán)三色比例，實(shí)現(xiàn)任意顏色輸出。

支持兩種動(dòng)態(tài)模式切換：

流水燈 (Chasing Lights): 單燈按序輪播。

彩虹燈 (Rainbow): 漸變色彩循環(huán)。

基于 MQTT+OneNET 架構(gòu)，通信穩(wěn)定且延遲低。

核心驗(yàn)證: 驗(yàn)證了 W55MH32 在物聯(lián)網(wǎng)燈光控制場(chǎng)景的高適用性。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)： 用手機(jī)就能隨時(shí)隨地控制燈條的顏色和動(dòng)態(tài)效果，無(wú)論是家庭裝飾還是場(chǎng)景布置都很實(shí)用。 硬件

1.1 方案圖示

1.2 通信架構(gòu)說(shuō)明

整個(gè)系統(tǒng)的通信流程清晰易懂：

微信小程序發(fā)送控制指令（如顏色調(diào)節(jié)、模式切換）。

指令通過(guò) MQTT 協(xié)議上傳至 OneNET 云平臺(tái)。

W55MH32 通過(guò)以太網(wǎng)連接路由器，從 OneNET 接收指令。

W55MH32 解析指令后驅(qū)動(dòng) WS2812B 執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。

設(shè)備狀態(tài)通過(guò)串口助手實(shí)時(shí)反饋（方便調(diào)試）。

2 項(xiàng)目環(huán)境

2.1 軟件準(zhǔn)備

開(kāi)發(fā)環(huán)境： Keil uVision 5

調(diào)試工具： WIZ UartTool

小程序開(kāi)發(fā)： 微信開(kāi)發(fā)者工具

云平臺(tái)： OneNET

2.2 硬件準(zhǔn)備

W55MH32-EVB

RGB燈條

RJ45網(wǎng)線

3 注冊(cè) OneNET 賬號(hào)及建立物模型

注冊(cè)賬號(hào)在此不贅述，下面重點(diǎn)介紹如何建立物模型。

3.1 創(chuàng)建產(chǎn)品

3.2 創(chuàng)建物模型

物模型的建立根據(jù)自己的需要建立。

3.3 獲取基本信息

獲得產(chǎn)品ID、設(shè)備名稱以及密鑰（示例）：

產(chǎn)品ID： iP20B5FpF6

設(shè)備名稱： d2

設(shè)備密鑰： TFU3bT**************************=

3.4 Token 密鑰生成

設(shè)備與 OneNET 平臺(tái)通信時(shí)，Token 作為身份憑證用于安全認(rèn)證。需使用 Token 生成工具： OneNET Token 生成工具文檔

res 字段： products/{產(chǎn)品id}/devices/{設(shè)備名} (使用設(shè)備級(jí) Key)。替換 {產(chǎn)品id} 和 {設(shè)備名}。

et 字段： 訪問(wèn)過(guò)期時(shí)間 (Unix 時(shí)間戳)?？墒褂迷诰€轉(zhuǎn)換工具獲取。

key 字段： 填寫(xiě)設(shè)備的密鑰。

點(diǎn)擊 generate 生成 Token 密鑰。

3.5 物模型 Topic (示例)

設(shè)置直連設(shè)備屬性： $sys/iP20B5FpF6/d2/thing/property/set

直連設(shè)備屬性設(shè)置響應(yīng)： $sys/iP20B5FpF6/d2/thing/property/set_reply

直連設(shè)備上報(bào)屬性： $sys/iP20B5FpF6/d2/thing/property/post

直連設(shè)備上報(bào)屬性響應(yīng)： $sys/iP20B5FpF6/d2/thing/property/post/reply

4 微信小程序

小程序源工程下載：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/16nBbtMhSUeqvVxuVY35Ezg

提取碼：xjdg

修改步驟：

下載后導(dǎo)入微信開(kāi)發(fā)者工具。

修改 index.js 文件：

修改 Token： 替換 header: {"authorization": "你的token"} 中的值為生成的 Token。

修改產(chǎn)品 ID 和設(shè)備名： 在 url 中替換 product_id 和 device_name 參數(shù)為實(shí)際值。

// 修改為自己的產(chǎn)品ID和設(shè)備名
url: "https://iot-api.heclouds.com/thingmodel/query-device-property?product_id=你的產(chǎn)品ID&device_name=你的設(shè)備名"
// 替換為生成的token
header: {"authorization": "你的token"}

根據(jù)注釋修改物模型初始化名稱及綁定圖片。

5 例程添加與修改

5.1 修改 MQTT 連接參數(shù) (do-mqtt.c)

下載 W55MH32 MQTT 例程，修改 mqttconn 結(jié)構(gòu)體參數(shù)為你的 OneNET 信息：

mqttconn mqtt_params = {
    .mqttHostUrl = "mqtts.heclouds.com", //MQTT服務(wù)器的URL地址
    .server_ip = {0,},                  // 服務(wù)器IP地址（此處未使用，保留默認(rèn)值）
    .port = 1883,                       // 連接端口號(hào)，1883為MQTT默認(rèn)非加密端口
    .clientid = "d2",                   // MQTT客戶端ID (替換為你的設(shè)備名)
    .username = "iP20B5FpF6",           // MQTT用戶名 (替換為你的產(chǎn)品ID)
    .passwd = "vers=md5&sign=YT2N73HSjmyy%2BbQEFMDjMw%3D%3D", // 用戶密碼 (替換為你的簽名信息)
    .pubtopic = "$sys/iP20B5FpF6/d2/thing/property/post", // 發(fā)布主題 (替換產(chǎn)品ID和設(shè)備名)
    .pubtopic_reply = "$sys/iP20B5FpF6/d2/thing/property/post/reply", // 發(fā)布響應(yīng)主題
    .subtopic = "$sys/iP20B5FpF6/d2/thing/property/set",   // 訂閱主題
    .subtopic_reply = "$sys/iP20B5FpF6/d2/thing/property/set_reply", // 訂閱響應(yīng)主題
    .pubQoS = QOS0,                     // 發(fā)布消息的服務(wù)質(zhì)量等級(jí)（0：最多一次）
    .willtopic = "/wizchip/will",        // 遺囑消息主題，客戶端異常斷開(kāi)時(shí)發(fā)布
    .willQoS = QOS0,                    // 遺囑消息的服務(wù)質(zhì)量等級(jí)
    .willmsg = "wizchip offline!",       // 遺囑消息內(nèi)容
    .subQoS = QOS0,                     // 訂閱消息的服務(wù)質(zhì)量等級(jí)
};

5.2 添加 WS2812B 驅(qū)動(dòng)代碼 (ws2812b.c)

創(chuàng)建 ws2812b.c/h 文件，實(shí)現(xiàn)燈條控制函數(shù)：

/**
 * @brief 設(shè)置特定LED的顏色
 *
 * @param index LED索引（0起始）
 * @param red 紅色分量（0-255）
 * @param green 綠色分量（0-255）
 * @param blue 藍(lán)色分量（0-255）
 *
 * @note 顏色數(shù)據(jù)暫存于緩沖區(qū)，需調(diào)用ws2812b_update()生效
 */
void ws2812b_set_color(uint8_t index, uint8_t red, uint8_t green,
                       uint8_t blue) {
  if (index < LED_NUM) {
    s_led_colors[index][0] = green; // WS2812B使用GRB格式
    s_led_colors[index][1] = red;
    s_led_colors[index][2] = blue;
  }
}

/**
 * @brief 設(shè)置所有LED為統(tǒng)一顏色
 *
 * @param red 紅色分量（0-255）
 * @param green 綠色分量（0-255）
 * @param blue 藍(lán)色分量（0-255）
 *
 * @note 顏色數(shù)據(jù)暫存于緩沖區(qū)，需調(diào)用ws2812b_update()生效
 */
void ws2812b_set_all_color(uint8_t red, uint8_t green, uint8_t blue) {
  for (uint8_t i = 0; i < LED_NUM; i++) {
    ws2812b_set_color(i, red, green, blue);
  }
}

/**
 * @brief 關(guān)閉所有LED（設(shè)置為黑色）
 *
 * @note 需調(diào)用ws2812b_update()生效
 */
void ws2812b_clear_all(void) { memset(s_led_colors, 0, sizeof(s_led_colors)); }

/**
 * @brief 將緩沖區(qū)顏色數(shù)據(jù)發(fā)送至WS2812B燈帶
 *
 * @note 嚴(yán)格遵循WS2812B時(shí)序要求，發(fā)送GRB格式數(shù)據(jù)
 */
void ws2812b_update(void) {
  /* 禁用中斷以確保精確時(shí)序 */
  __disable_irq();

  TIM_TypeDef *timer_ptr = WS2812B_TIM;
  timer_ptr-?>CCR1 = 0; // 初始化為低電平

  /* 處理所有LED */
  for (uint8_t i = 0; i < LED_NUM; i++) {
    /* 組合24位GRB顏色數(shù)據(jù)（綠色8位 + 紅色8位 + 藍(lán)色8位） */
    uint32_t grb = ((s_led_colors[i][0] = 0; bit_pos--) {
      /* 根據(jù)當(dāng)前位值設(shè)置PWM占空比 */
      uint16_t duty = (grb & (1UL CCR1 = duty;

      /* 等待一個(gè)PWM周期 */
      uint32_t start_time = timer_ptr->CNT;
      while ((timer_ptr->CNT - start_time) < s_pwm_period)
        ;
    }
  }

  /* 發(fā)送復(fù)位信號(hào)（至少50us低電平） */
  timer_ptr-?>CCR1 = 0;

  /* 精確延時(shí)50us */
  const uint32_t reset_cycles =
      (SystemCoreClock / 20000); // 計(jì)算50us所需的時(shí)鐘周期數(shù)
  for (volatile uint32_t i = 0; i < reset_cycles; i++)
    ;

  /* 恢復(fù)中斷 */
  __enable_irq();
}

/**
 * @brief 彩虹動(dòng)畫(huà)效果
 *
 * @note 循環(huán)更新LED顏色以創(chuàng)建流動(dòng)彩虹效果
 */
void ws2812b_rainbow_effect(void) {
  static uint8_t start_position = 0;

  for (uint8_t i = 0; i < LED_NUM; i++) {
    const uint8_t position = (start_position + i) % 256;
    uint8_t r = 0;
    uint8_t g = 0;
    uint8_t b = 0;

    /* 根據(jù)位置計(jì)算RGB值 */
    if (position < 85) {
      r = position * 3;
      g = 255 - position * 3;
    } else if (position < 170) {
      const uint8_t adjusted_pos = position - 85;
      r = 255 - adjusted_pos * 3;
      b = adjusted_pos * 3;
    } else {
      const uint8_t adjusted_pos = position - 170;
      g = adjusted_pos * 3;
      b = 255 - adjusted_pos * 3;
    }

    ws2812b_set_color(i, r, g, b);
  }

  start_position = (start_position + 5) % 256; // 更新起始位置
  ws2812b_update();
  delay_ms(400);
}

/**
 * @brief 跑馬燈效果
 *
 * @note 單個(gè)LED依次循環(huán)點(diǎn)亮
 */
void ws2812b_running_light(void) {
  static uint8_t position = 0;

  ws2812b_clear_all();
  ws2812b_set_color(position, get_red_value(), get_green_value(),
                    get_blue_value());
  ws2812b_update();
  delay_ms(200);

  position = (position + 1) % LED_NUM;
}

/* 獲取顏色值的函數(shù)實(shí)現(xiàn) */
uint8_t get_blue_value(void) { return g_blue_value; }

uint8_t get_red_value(void) { return g_red_value; }

uint8_t get_green_value(void) { return g_green_value; }

5.3 修改 MQTT 指令解析 (do_mqtt.c)

在解析 OneNET 下發(fā)指令 (cJSON 解析) 的函數(shù)中，添加對(duì)顏色和模式指令的處理邏輯：

/* 處理燈帶開(kāi)關(guān)命令 */
cJSON *light_strip = cJSON_GetObjectItem(params, "LightStrip"); // 從JSON參數(shù)中獲取燈帶控制項(xiàng)
if (light_strip != NULL) { // 當(dāng)存在燈帶控制參數(shù)時(shí)
  if (light_strip->valueint) { // 判斷參數(shù)值是否為真（開(kāi)啟）
    strncat(status_msg, "LightStrip:OK;", // 向狀態(tài)字符串追加燈帶開(kāi)啟狀態(tài)
            sizeof(status_msg) - strlen(status_msg) - 1); // 計(jì)算剩余緩沖區(qū)空間防止溢出

    g_rainbow_effect = 1; // 啟用全局彩虹特效標(biāo)志
  } else { // 參數(shù)值為假（關(guān)閉）
    strncat(status_msg, "LightStrip:OFF;", // 追加燈帶關(guān)閉狀態(tài)
            sizeof(status_msg) - strlen(status_msg) - 1);
    g_rainbow_effect = 0; // 禁用彩虹特效
    ws2812b_clear_all(); // 調(diào)用底層驅(qū)動(dòng)清除所有LED狀態(tài)
    ws2812b_update(); // 執(zhí)行硬件更新使清除操作生效
  }
}

/* 處理流水燈開(kāi)關(guān)命令 */
cJSON *flowing_light = cJSON_GetObjectItem(params, "FlowingLight"); // 獲取流水燈控制參數(shù)
if (flowing_light != NULL) { // 當(dāng)存在流水燈參數(shù)時(shí)
  if (flowing_light->valueint) { // 參數(shù)值為真（開(kāi)啟）
    printf("Switch on the chasing lightsrn"); // 輸出調(diào)試日志
    g_flowing_light = 1; // 設(shè)置流水燈全局使能標(biāo)志
  } else { // 參數(shù)值為假（關(guān)閉）
    printf("Switch off the chasing lightsrn");
    g_flowing_light = 0; // 清除流水燈標(biāo)志
    ws2812b_clear_all(); // 清除LED顯示
    ws2812b_update(); // 同步硬件狀態(tài)
  }
}

/* 處理顏色設(shè)置命令 */
cJSON *red = cJSON_GetObjectItem(params, "red"); // 提取紅色分量參數(shù)
if (red != NULL) { // 當(dāng)存在紅色參數(shù)時(shí)
  handle_color_command(red->valueint, "RED", status_msg); // 調(diào)用顏色處理函數(shù)并更新?tīng)顟B(tài)
}

cJSON *green = cJSON_GetObjectItem(params, "green"); // 提取綠色分量參數(shù)
if (green != NULL) {
  handle_color_command(green->valueint, "GREEN", status_msg);
}

cJSON *blue = cJSON_GetObjectItem(params, "blue"); // 提取藍(lán)色分量參數(shù)
if (blue != NULL) {
  handle_color_command(blue->valueint, "BLUE", status_msg);
}

5.4 處理接收的數(shù)據(jù) (do_mqtt.c)

/**
 * @brief 處理顏色更新指令
 *
 * @param color_value 要設(shè)置的顏色值（0-255）
 * @param color_type 顏色類型（RED/GREEN/BLUE）
 * @param status_msg 狀態(tài)消息緩沖區(qū)指針
 */
static void handle_color_command(int color_value, const char *color_type,
                                 char *status_msg) {
  // 創(chuàng)建臨時(shí)字符串存儲(chǔ)格式化后的顏色信息
  char temp[16] = {0};
  
  // 格式化顏色類型和數(shù)值（例如："RED:255;"）
  snprintf(temp, sizeof(temp), "%s:%d;", color_type, color_value);
  
  // 將格式化后的字符串追加到狀態(tài)消息末尾
  strncat(status_msg, temp, STATUS_MSG_MAX_SIZE - strlen(status_msg) - 1);

  // 根據(jù)顏色類型更新對(duì)應(yīng)的全局顏色變量
  if (strcmp(color_type, "RED") == 0) {
    g_red_value = color_value;  // 更新紅色分量
  } else if (strcmp(color_type, "GREEN") == 0) {
    g_green_value = color_value; // 更新綠色分量
  } else if (strcmp(color_type, "BLUE") == 0) {
    g_blue_value = color_value;  // 更新藍(lán)色分量
  }

  // 遍歷所有LED燈珠設(shè)置顏色
  for (uint8_t i = 0; i < LED_NUM; i++) {
    // 調(diào)用底層驅(qū)動(dòng)設(shè)置單個(gè)LED顏色（GRB格式）
    ws2812b_set_color(i, g_red_value, g_green_value, g_blue_value);
  }
  
  // 發(fā)送更新指令使顏色設(shè)置生效
  ws2812b_update();
}

5.5 修改主函數(shù) (main.c)

在 main() 函數(shù)中進(jìn)行初始化，并在主循環(huán)中調(diào)用控制函數(shù)：

// ... (其他初始化)
WS2812B_Init(); // 初始化WS2812B驅(qū)動(dòng) (配置定時(shí)器GPIO等)
WS2812B_Update(); // 初始更新燈條 

while (1) {
    // 檢查并執(zhí)行流水燈效果
    if(g_flowing_light == 1) {
        ws2812b_running_light();
    }
    // 檢查并執(zhí)行彩虹燈效果
    if(g_rainbow_effect == 1)  {
       ws2812b_rainbow_effect();
    }
   
    do_mqtt();
    
}

6 功能驗(yàn)證

精準(zhǔn)調(diào)色：

小程序提供紅(R)、綠(G)、藍(lán)(B)三個(gè)滑塊。

通過(guò)調(diào)整滑塊比例，可以組合出任意顏色。

LED燈條實(shí)時(shí)顯示設(shè)定顏色

流水燈模式：

打開(kāi)小程序上的“流水燈”按鈕。

燈條按照當(dāng)前設(shè)定的顏色進(jìn)行單燈順序輪播。

彩虹燈模式：

打開(kāi)小程序上的“彩虹燈”按鈕。

燈條顯示漸變循環(huán)的彩虹效果。

總結(jié)

本文采用W55MH32開(kāi)發(fā)板搭配WS2812B燈條，借助MQTT協(xié)議連接OneNET云平臺(tái)，并配合微信小程序，實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)燈條的遠(yuǎn)程調(diào)色以及動(dòng)態(tài)模式（如流水燈、彩虹燈）控制。感謝大家閱讀，若有疑問(wèn)歡迎在評(píng)論區(qū)留言，我會(huì)為大家解答，助力你的開(kāi)發(fā)工作。

審核編輯 黃宇