亮度傳感器是一種常用的智能檢測(cè)設(shè)備，主要利用亮度集成傳感器，實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)境明暗的亮度數(shù)據(jù)。它不僅僅適用于智能家居體系，同樣被廣泛應(yīng)用于場(chǎng)景中，例如辦公樓、酒店、公寓、學(xué)校、醫(yī)院、養(yǎng)老院、商場(chǎng)、餐廳、銀行、倉(cāng)庫(kù)、街道等。根據(jù)外界環(huán)境光線的明暗，實(shí)現(xiàn)與其它智能設(shè)備的聯(lián)動(dòng)；還可通過(guò)設(shè)定延時(shí)功能，避免光線瞬間變化造成干擾。

在此，分析并選取合適的平臺(tái)、傳感器和無(wú)線組網(wǎng)方式，設(shè)計(jì)一款低成本、低功耗、高度集成的亮度傳感器則具有較高商業(yè)價(jià)值。f

本項(xiàng)目基于涂鴉智能零代碼免開(kāi)發(fā)方案，綜合ZigBee通信組網(wǎng)技術(shù)及傳感器的應(yīng)用技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境場(chǎng)景下的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。主要是考慮到通過(guò)Zigbee網(wǎng)關(guān)本地聯(lián)動(dòng)，即使網(wǎng)關(guān)斷外網(wǎng)時(shí)，自動(dòng)化持續(xù)有效。其邏輯是對(duì)采集光照強(qiáng)度的傳感設(shè)備進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)ZigBee無(wú)線組網(wǎng)將采集的光照強(qiáng)度上報(bào)ZigBee網(wǎng)關(guān)，再經(jīng)網(wǎng)關(guān)上報(bào)云端，以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和上傳。并對(duì)采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，通過(guò)智慧生活A(yù)pp實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的智能控制。（下圖為TYZS5嵌入式Zigbee模組與光照采集設(shè)備的測(cè)試板，所用光照采集模塊為OPT3006）

系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

由于是免開(kāi)發(fā)版本，故不再需要MCU，涂鴉模組的作用是獲取環(huán)境光傳感器的數(shù)據(jù); 涂鴉模塊實(shí)時(shí)向環(huán)境光傳感器獲取數(shù)據(jù)，并將分析結(jié)果傳輸給ZigBee網(wǎng)關(guān)以供其上報(bào)給云端和App，App移動(dòng)端最終通過(guò)服務(wù)器查看數(shù)據(jù)。其整體流程如下圖所示。

OPT3006 超薄環(huán)境光傳感器

OPT3006 是一款單芯片照度計(jì)，用于測(cè)量人眼的可見(jiàn)光強(qiáng)度。OPT3006 采用超小型 PicoStar 封裝，因此該器件可在狹小空間內(nèi)進(jìn)行安裝，封裝信息如下表所示。

傳感器的高精度光譜響應(yīng)與人眼的白晝視覺(jué)響應(yīng)緊密匹配。OPT3006 具有強(qiáng)烈的紅外 (IR) 排斥反應(yīng)，在所有光源條件下均可精確測(cè)量人眼的可見(jiàn)光強(qiáng)度。當(dāng)設(shè)計(jì)需要將傳感器安裝到深色玻璃下時(shí)，這種強(qiáng)烈的紅外 (IR) 排斥反應(yīng)還可有助于維持高精度。OPT3006 通常與背光IC或照明控制系統(tǒng)配合使用，能夠?yàn)橛脩魳?gòu)建基于光的各項(xiàng)體驗(yàn)，可作為光電二極管、光敏電阻或低配環(huán)境光傳感器的理想替代產(chǎn)品，故可搭配涂鴉模組開(kāi)發(fā)光照傳感器。

其外部接線如下所示。

TYZS5 模組

TYZS5是由涂鴉智能開(kāi)發(fā)的一款低功耗嵌入式Zigbee模組。它由一顆高集成度的無(wú)線射頻處理器芯片EFR32MG13P732F512GM48和少量外圍器件構(gòu)成，內(nèi)嵌低功耗的32位ARM Cortex-M4內(nèi)核，512KByte 閃存程序存儲(chǔ)器，64KB RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 和豐富的外設(shè)資源。

TYZS5 是一個(gè)能開(kāi)發(fā) Zigbee 應(yīng)用的silicon平臺(tái)模組，硬件內(nèi)置 PA 和 DC-DC，軟件上提供完整的 Zigbee 基礎(chǔ)API。用戶可以基于這些開(kāi)發(fā)滿足自己需求的嵌入式 Zigbee 產(chǎn)品。

特點(diǎn)

• 內(nèi)置低功耗32位ARM Cortex-M4處理器，帶有DSP指令和浮點(diǎn)單元可以兼作應(yīng)用處理器
• 主頻支持40MHz
• 寬工作電壓：2.2V-3.8V
• 外設(shè)：6×GPIOs（JLINK數(shù)據(jù)口可以配成GPIO，這樣就有額外兩個(gè)）, 1×UART, 1×ADC
• Zigbee 工作特性
  • 支持802.15.4 MAC/PHY
  • 工作信道11 - 26 @2.400-2.483GHz，空口速率250Kbps
  • 內(nèi)置DC-DC電路，有利于最大程度提高電源效率
  • 最大+19dBm的輸出功率
  • 63uA/MHz運(yùn)行時(shí)功耗；3.5uA休眠電流
  • 內(nèi)置板載PCB天線
  • 工作溫度：-40℃ to 85℃
  • 支持硬件加密，支持AES 128/256

PCB繪制

零代碼開(kāi)發(fā)又稱 SoC（System on a Chip），分為 SoC 免開(kāi)發(fā)方案和 SoC 定制固件方案，是涂鴉智能針對(duì)電工、照明等品類產(chǎn)品提出的開(kāi)發(fā)方案，我們只需要繪制PCB即可。

在這使用的是Altium Designer（18.1.7）進(jìn)行繪制，繪制完畢如原理圖與PCB圖所示。

涂鴉零代碼開(kāi)發(fā)

涂鴉智能根據(jù)電工、照明品類的常用功能與常見(jiàn)設(shè)備類型，輸出了數(shù)十款免開(kāi)發(fā)的成熟方案，平臺(tái)用戶只需在線點(diǎn)選方案，便可將聯(lián)網(wǎng)模組對(duì)接到產(chǎn)品上，實(shí)現(xiàn)在線配置的一系列功能參數(shù)。零代碼開(kāi)發(fā)方案的操作流程極其簡(jiǎn)單，如下圖所示。

需要注意的是，由于是免開(kāi)發(fā)版本，需要設(shè)定我們的值給涂鴉模塊，以便生成固件。

完成上述一系列開(kāi)發(fā)后，用戶便可通過(guò)智慧生活A(yù)pp隨時(shí)隨地查看光照傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（光照曲線如下圖所示），讀取往期歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，設(shè)置亮度超標(biāo)通知服務(wù)，以及聯(lián)動(dòng)其它智能設(shè)備等等。當(dāng)然，我們也可以根據(jù)個(gè)人喜好在平臺(tái)上選配其它面板或進(jìn)行自定義面板開(kāi)發(fā)。