我前兩天買了個魚缸，里面養了些觀賞魚，可沒燈光照射的話，魚看起來就黯淡失色。所以我覺得， 需要加裝一個可以自定義顏色的RGB燈帶，增加些觀賞性，并且我是一個比較懶的人，我感覺遠程遙控的功能也要有。之前做項目用過WIZnet的W5500芯片實現以太網功能，近期他們出了個帶MCU的以太網芯片W55MH32，正好可以跟他們銷售申請套開發板玩玩，計劃是以太網連接到OneNET，微信弄個小程序也連上OneNET，最終從小程序操控RGB燈帶，功能實現沒問題，后面弄成POE供電的，方便布線，文章記錄下開發過程，后續會把代碼以及PCB都open出來，文中會展示小程序源碼和工程源碼，我會把工程完整的展示同時也會說明快速使用時需要替換的參數。這套方案其實還能用到其他場景，比如在床頭裝個氛圍燈，也很合適。

本項目以 W55MH32 以太網單片機為核心，搭建了一套基于以太網的全彩燈條遠程控制系統，實現通過微信小程序遠程調節 WS2812B 燈條的顏色及動態效果（如流水燈、彩虹燈）。項目驗證了 W55MH32 在物聯網燈光控制場景的適用性及 MQTT+OneNET 架構的通信效率。

以太網燈條調色器實現：開源項目鏈接

原理圖和PCB暫時未實現，實現后將會進行補充。

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1 項目核心價值與實現效果

通過微信小程序的 RGB 滑塊，能精準調節紅、綠、藍三色比例，實現任意顏色輸出。

支持兩種動態模式切換：

流水燈 (Chasing Lights): 單燈按序輪播。

彩虹燈 (Rainbow): 漸變色彩循環。

基于 MQTT+OneNET 架構，通信穩定且延遲低。

核心驗證: 驗證了 W55MH32 在物聯網燈光控制場景的高適用性。

簡單來說： 用手機就能隨時隨地控制燈條的顏色和動態效果，無論是家庭裝飾還是場景布置都很實用。 硬件

1.1 方案圖示

1.2 通信架構說明

整個系統的通信流程清晰易懂：

微信小程序發送控制指令（如顏色調節、模式切換）。

指令通過 MQTT 協議上傳至 OneNET 云平臺。

W55MH32 通過以太網連接路由器，從 OneNET 接收指令。

W55MH32 解析指令后驅動 WS2812B 執行相應動作。

設備狀態通過串口助手實時反饋（方便調試）。

2 項目環境

2.1 軟件準備

開發環境： Keil uVision 5

調試工具： WIZ UartTool

小程序開發： 微信開發者工具

云平臺： OneNET

2.2 硬件準備

W55MH32-EVB

RGB燈條

RJ45網線

3 注冊 OneNET 賬號及建立物模型

注冊賬號在此不贅述，下面重點介紹如何建立物模型。

3.1 創建產品

3.2 創建物模型

物模型的建立根據自己的需要建立。

3.3 獲取基本信息

獲得產品ID、設備名稱以及密鑰（示例）：

產品ID： iP20B5FpF6

設備名稱： d2

設備密鑰： TFU3bT**************************=

3.4 Token 密鑰生成

設備與 OneNET 平臺通信時，Token 作為身份憑證用于安全認證。需使用 Token 生成工具： OneNET Token 生成工具文檔

res 字段： products/{產品id}/devices/{設備名} (使用設備級 Key)。替換 {產品id} 和 {設備名}。

et 字段： 訪問過期時間 (Unix 時間戳)。可使用在線轉換工具獲取。

key 字段： 填寫設備的密鑰。

點擊 generate 生成 Token 密鑰。

3.5 物模型 Topic (示例)

設置直連設備屬性： $sys/iP20B5FpF6/d2/thing/property/set

直連設備屬性設置響應： $sys/iP20B5FpF6/d2/thing/property/set_reply

直連設備上報屬性： $sys/iP20B5FpF6/d2/thing/property/post

直連設備上報屬性響應： $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：

下載后導入微信開發者工具。

修改 index.js 文件：

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

修改產品 ID 和設備名： 在 url 中替換 product_id 和 device_name 參數為實際值。

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

根據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 (do-mqtt.c)

下載 W55MH32 MQTT 例程，修改 mqttconn 結構體參數為你的 OneNET 信息：

mqttconn mqtt_params = {
    .mqttHostUrl = "mqtts.heclouds.com", //MQTT服務器的URL地址
    .server_ip = {0,},                  // 服務器IP地址（此處未使用，保留默認值）
    .port = 1883,                       // 連接端口號，1883為MQTT默認非加密端口
    .clientid = "d2",                   // MQTT客戶端ID (替換為你的設備名)
    .username = "iP20B5FpF6",           // MQTT用戶名 (替換為你的產品ID)
    .passwd = "vers=md5&sign=YT2N73HSjmyy%2BbQEFMDjMw%3D%3D", // 用戶密碼 (替換為你的簽名信息)
    .pubtopic = "$sys/iP20B5FpF6/d2/thing/property/post", // 發布主題 (替換產品ID和設備名)
    .pubtopic_reply = "$sys/iP20B5FpF6/d2/thing/property/post/reply", // 發布響應主題
    .subtopic = "$sys/iP20B5FpF6/d2/thing/property/set",   // 訂閱主題
    .subtopic_reply = "$sys/iP20B5FpF6/d2/thing/property/set_reply", // 訂閱響應主題
    .pubQoS = QOS0,                     // 發布消息的服務質量等級（0：最多一次）
    .willtopic = "/wizchip/will",        // 遺囑消息主題，客戶端異常斷開時發布
    .willQoS = QOS0,                    // 遺囑消息的服務質量等級
    .willmsg = "wizchip offline!",       // 遺囑消息內容
    .subQoS = QOS0,                     // 訂閱消息的服務質量等級
};

5.2 添加 WS2812B 驅動代碼 (ws2812b.c)

創建 ws2812b.c/h 文件，實現燈條控制函數：

/**
 * @brief 設置特定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 藍色分量（0-255）
 *
 * @note 顏色數據暫存于緩沖區，需調用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 設置所有LED為統一顏色
 *
 * @param red 紅色分量（0-255）
 * @param green 綠色分量（0-255）
 * @param blue 藍色分量（0-255）
 *
 * @note 顏色數據暫存于緩沖區，需調用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 關閉所有LED（設置為黑色）
 *
 * @note 需調用ws2812b_update()生效
 */
void ws2812b_clear_all(void) { memset(s_led_colors, 0, sizeof(s_led_colors)); }

/**
 * @brief 將緩沖區顏色數據發送至WS2812B燈帶
 *
 * @note 嚴格遵循WS2812B時序要求，發送GRB格式數據
 */
void ws2812b_update(void) {
  /* 禁用中斷以確保精確時序 */
  __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顏色數據（綠色8位 + 紅色8位 + 藍色8位） */
    uint32_t grb = ((s_led_colors[i][0] = 0; bit_pos--) {
      /* 根據當前位值設置PWM占空比 */
      uint16_t duty = (grb & (1UL CCR1 = duty;

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

  /* 發送復位信號（至少50us低電平） */
  timer_ptr-?>CCR1 = 0;

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

  /* 恢復中斷 */
  __enable_irq();
}

/**
 * @brief 彩虹動畫效果
 *
 * @note 循環更新LED顏色以創建流動彩虹效果
 */
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;

    /* 根據位置計算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LED依次循環點亮
 */
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;
}

/* 獲取顏色值的函數實現 */
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 下發指令 (cJSON 解析) 的函數中，添加對顏色和模式指令的處理邏輯：

/* 處理燈帶開關命令 */
cJSON *light_strip = cJSON_GetObjectItem(params, "LightStrip"); // 從JSON參數中獲取燈帶控制項
if (light_strip != NULL) { // 當存在燈帶控制參數時
  if (light_strip->valueint) { // 判斷參數值是否為真（開啟）
    strncat(status_msg, "LightStrip:OK;", // 向狀態字符串追加燈帶開啟狀態
            sizeof(status_msg) - strlen(status_msg) - 1); // 計算剩余緩沖區空間防止溢出

    g_rainbow_effect = 1; // 啟用全局彩虹特效標志
  } else { // 參數值為假（關閉）
    strncat(status_msg, "LightStrip:OFF;", // 追加燈帶關閉狀態
            sizeof(status_msg) - strlen(status_msg) - 1);
    g_rainbow_effect = 0; // 禁用彩虹特效
    ws2812b_clear_all(); // 調用底層驅動清除所有LED狀態
    ws2812b_update(); // 執行硬件更新使清除操作生效
  }
}

/* 處理流水燈開關命令 */
cJSON *flowing_light = cJSON_GetObjectItem(params, "FlowingLight"); // 獲取流水燈控制參數
if (flowing_light != NULL) { // 當存在流水燈參數時
  if (flowing_light->valueint) { // 參數值為真（開啟）
    printf("Switch on the chasing lightsrn"); // 輸出調試日志
    g_flowing_light = 1; // 設置流水燈全局使能標志
  } else { // 參數值為假（關閉）
    printf("Switch off the chasing lightsrn");
    g_flowing_light = 0; // 清除流水燈標志
    ws2812b_clear_all(); // 清除LED顯示
    ws2812b_update(); // 同步硬件狀態
  }
}

/* 處理顏色設置命令 */
cJSON *red = cJSON_GetObjectItem(params, "red"); // 提取紅色分量參數
if (red != NULL) { // 當存在紅色參數時
  handle_color_command(red->valueint, "RED", status_msg); // 調用顏色處理函數并更新狀態
}

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

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

5.4 處理接收的數據 (do_mqtt.c)

/**
 * @brief 處理顏色更新指令
 *
 * @param color_value 要設置的顏色值（0-255）
 * @param color_type 顏色類型（RED/GREEN/BLUE）
 * @param status_msg 狀態消息緩沖區指針
 */
static void handle_color_command(int color_value, const char *color_type,
                                 char *status_msg) {
  // 創建臨時字符串存儲格式化后的顏色信息
  char temp[16] = {0};
  
  // 格式化顏色類型和數值（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消息末尾
  strncat(status_msg, temp, STATUS_MSG_MAX_SIZE - strlen(status_msg) - 1);

  // 根據顏色類型更新對應的全局顏色變量
  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;  // 更新藍色分量
  }

  // 遍歷所有LED燈珠設置顏色
  for (uint8_t i = 0; i < LED_NUM; i++) {
    // 調用底層驅動設置單個LED顏色（GRB格式）
    ws2812b_set_color(i, g_red_value, g_green_value, g_blue_value);
  }
  
  // 發送更新指令使顏色設置生效
  ws2812b_update();
}

5.5 修改主函數 (main.c)

在 main() 函數中進行初始化，并在主循環中調用控制函數：

// ... (其他初始化)
WS2812B_Init(); // 初始化WS2812B驅動 (配置定時器GPIO等)
WS2812B_Update(); // 初始更新燈條 

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

6 功能驗證

精準調色：

小程序提供紅(R)、綠(G)、藍(B)三個滑塊。

通過調整滑塊比例，可以組合出任意顏色。

LED燈條實時顯示設定顏色

流水燈模式：

打開小程序上的“流水燈”按鈕。

燈條按照當前設定的顏色進行單燈順序輪播。

彩虹燈模式：

打開小程序上的“彩虹燈”按鈕。

燈條顯示漸變循環的彩虹效果。

總結

本文采用W55MH32開發板搭配WS2812B燈條，借助MQTT協議連接OneNET云平臺，并配合微信小程序，實現了以太網燈條的遠程調色以及動態模式（如流水燈、彩虹燈）控制。感謝大家閱讀，若有疑問歡迎在評論區留言，我會為大家解答，助力你的開發工作。

審核編輯 黃宇