前文我們介紹了zigbee智能燈控系統(tǒng)方案簡述，本文我們接著介紹ZigBee智能燈控系統(tǒng)中如何實(shí)現(xiàn)燈泡控制方案。
在ZCL協(xié)議規(guī)范中，對于燈泡的功能有豐富成熟的ZCL協(xié)議插件可用。其中和燈泡相關(guān)的簇（cluster）主要有“ON_OFF”(cluster ID=0x0006)開關(guān)簇、”LEVEL” (cluster ID=0x0008)亮度簇、”LIGHTING_COLOR” (cluster ID=0x0300)燈控顏色簇。各個(gè)不同的簇下都有各自的控制指令（Specific Command）、以及表示當(dāng)前狀態(tài)的屬性（Attribute）。
下面以開關(guān)簇作為示例講解ZCL協(xié)議的閉環(huán)控制，根據(jù)ZCL協(xié)議規(guī)范開關(guān)簇的控制指令和屬性如下表格所示：
開關(guān)簇的控制命令
開關(guān)簇的屬性
當(dāng)燈泡接收到關(guān)燈（off）、開燈（on）、切換（toggle）三種不同的控制命令時(shí)，燈泡需要執(zhí)行對應(yīng)的亮或滅的操作，同時(shí)開關(guān)狀態(tài)（OnOff）這個(gè)屬性設(shè)置成燈泡亮滅對應(yīng)的值0或1。
ZCL屬性可以被控制端設(shè)備讀?。≧ead），也可以主動上報(bào)到控制端（Report）。如果需要主動上報(bào)燈泡開關(guān)狀態(tài)，需要燈泡綁定控制端的MAC地址。通常燈泡在入網(wǎng)的時(shí)候協(xié)調(diào)器會自動設(shè)備燈泡綁定自己的MAC地址，這樣無論是遙控器操作燈泡的開關(guān)或網(wǎng)關(guān)操作燈泡的開關(guān)，燈泡的開關(guān)狀態(tài)都可以自動上傳給網(wǎng)關(guān)。通過ZCL屬性的機(jī)制，就實(shí)現(xiàn)了燈控系統(tǒng)的閉環(huán)控制。
如果燈泡是可調(diào)光燈泡，則需要支持亮度簇，該簇定義的控制指令和屬性如表格所示
亮度簇的屬性
亮度簇的控制命令
Move to Level命令：燈泡收到該命令后，在Transition時(shí)間（漸變時(shí)間）內(nèi)把燈泡亮度輸出到Level的對應(yīng)值，并且同步屬性CurrentLevel的值和收到命令的Level值相等。
Move to Level命令的參數(shù)
Move命令：燈泡收到該命令后根據(jù)Move mode升高（0）或降低（1）輸出亮度，以Rate為亮度幅值每秒持續(xù)改變輸出亮度直到最亮或最暗（熄滅）。燈泡每改變一次輸出亮度就要同步到屬性CurrentLevel上。
Move命令的參數(shù)
Step命令：燈泡收到該命令后根據(jù)Step mode升高（0）或降低（1）輸出亮度，Step size為調(diào)節(jié)亮度的步進(jìn)值，Transition time為亮度的漸變時(shí)間。
Step命令的參數(shù)
Stop命令：停止亮度變化，該命令無命令參數(shù)
ZCL協(xié)議中定義的亮度簇的控制命令和屬性，側(cè)面反應(yīng)了可調(diào)光燈的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：
亮度漸變控制：亮度簇的控制指令均涉及到亮度漸變的控制，亮度漸變也是智能燈控系統(tǒng)中對可調(diào)光燈的必備功能，也是ZigBee智能燈泡的關(guān)鍵指標(biāo)。漸變效果做得不好的燈在漸變過程中會出現(xiàn)燈光抖動，或者出現(xiàn)爆閃現(xiàn)象，影響照明體驗(yàn)效果。通常的漸變方式為線性漸變，即亮度變化的幅度除以漸變時(shí)間得到單位時(shí)間周期的亮度改變值。單位時(shí)間越小越好，通常單位時(shí)間大于20ms時(shí)燈光漸變頻率小于50Hz人眼能感受到燈光抖動，但是漸變頻率達(dá)到100Hz時(shí)幾乎感覺不到燈光抖動。
亮度等級劃分：無論從控制命令的Level值還是屬性CurrentLevel來看，ZigBee智能燈泡的亮度值的范圍在0~255之間。但實(shí)際上智能燈泡控制亮度的PWM波的精細(xì)度必須小于1/255否則就會有抖動。因此在實(shí)現(xiàn)ZigBee調(diào)光燈時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)改變的并不是CurrentLevel的值而是PWM波的輸出值，然后才讓CurrentLevel值和PWM波輸出值同步。假設(shè)PWM波的等級是1000級，PWM波變化2%的時(shí)候CurrentLevel值幾乎不變。
CurrentLevel值主動上報(bào)：在ZCL協(xié)議中任何屬性都可以設(shè)置為主動上報(bào)到綁定目標(biāo)，其中在亮度簇中CurrentLevel值必須上報(bào)。通常默認(rèn)CurrentLevel值有變化就要主動上報(bào)給網(wǎng)關(guān)。
燈控顏色簇定義的控制命令和屬性如下表所示
燈控顏色簇的屬性
燈控顏色簇的控制命令
從燈控顏色簇的控制命令和屬性可以看到，彩色燈泡的控制和狀態(tài)反饋并不是直接控制RGB三路顏色的輸出，而是采用XY軸色系坐標(biāo)或HUE色相環(huán)的方式調(diào)節(jié)RGB三路顏色的比例，同時(shí)還要配合亮度簇中的CurrentLevel值來調(diào)節(jié)RGB三路顏色的整體輸出。
另外從顏色簇的控制命令和屬性看，還有一種特殊的顏色控制方式就是色溫控制，相較于RGB燈，色溫控制只需要控制冷暖兩路光的PWM比例即可實(shí)現(xiàn)控制。ZCL協(xié)議燈控顏色簇的色溫單位為麥爾德單位而非開爾文單位。
屬性ColorMode和ColorCapabilities用于定義燈泡支持哪種調(diào)色方式，如XY軸色系調(diào)色，HUE色相環(huán)調(diào)色，色溫調(diào)色?？刂贫丝梢詮倪@兩個(gè)屬性來選擇燈泡的調(diào)色指令。其中XY軸色系調(diào)試需要ZigBee SOC具備簡單的浮點(diǎn)運(yùn)算能力，而顏色輸出的準(zhǔn)確度也需要借助專業(yè)的儀器和色卡進(jìn)行校對，同時(shí)影響燈泡顏色準(zhǔn)確性的還有LED的個(gè)體差異。
1、亮滅燈泡方案：
推薦E18系列ZigBee模塊，亮滅燈僅需要支持開關(guān)簇，僅需要支持GPIO高低電平輸出，ZigBee無線模塊越便宜越好。
2、可調(diào)光燈泡方案：
推薦E18系列zigbee自組網(wǎng)模塊，可調(diào)光燈在亮滅燈基礎(chǔ)上增加了亮度簇和PWM輸出，以CC2530芯片的硬件資源完全可以應(yīng)付。
3、彩色燈泡 方案：
推薦E180-ZG120B系列ZigBee模塊或E180-Z5812系列ZigBee3.0模組，E180-ZG120B無線模塊支持多路PWM，支持浮點(diǎn)運(yùn)算，而且Silicon Labs的SDK中有對燈控顏色簇的完美支持，甚至有現(xiàn)成的顏色控制算法。而E180-Z5812有4路PWM輸出，可以實(shí)現(xiàn)RGBW輸出功能，即可以留一路PWM波作為白光補(bǔ)償。但是E180-Z5812采用泰凌微8258芯片沒有浮點(diǎn)單元和math函數(shù)庫，色彩調(diào)節(jié)算法沒有現(xiàn)成的資源可用。
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