物聯(lián)網(wǎng)試驗指導書

1、物聯(lián)網(wǎng)實驗指導書四川理工學院通信教研室2014年11月 TOC o 1-5 h z 前言 1 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 實驗一走馬燈IAR工程建立實驗 5 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 實驗二 串口通信實驗 14 HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 實驗三點對點通信實驗 18 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 實驗四 Mesh自動組網(wǎng)實驗 21 HYPERLINK l bookmark6

2、3 o Current Document 附錄 25 HYPERLINK l bookmark65 o Current Document 實驗一代碼 25 HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 實驗二代碼 26 HYPERLINK l bookmark71 o Current Document 實驗三代碼 28實驗四代碼 29四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室、夕 4,刖百1、ZigBee基礎創(chuàng)新套件概述無線傳感器網(wǎng)絡技術被評為是未來四大高科技產(chǎn)業(yè)之一，可以預見無線傳感器網(wǎng)絡將會是繼互聯(lián)網(wǎng)之后一個巨大的新興產(chǎn)業(yè)，同時由于無線傳感網(wǎng)絡的廣泛應

3、用，必然會 對傳統(tǒng)行業(yè)起到巨大的拉動作用。無線傳感器網(wǎng)絡技術，主要是針對短距離、低功耗、低速的數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)節(jié)點之 間的數(shù)據(jù)傳輸強調(diào)網(wǎng)絡特性。 數(shù)據(jù)節(jié)點之間通過特有無線傳輸芯片進行連接和轉(zhuǎn)發(fā)形成 大范圍的覆蓋容納大量的節(jié)點。傳感器節(jié)點之間的網(wǎng)絡能夠自由和智能的組成，網(wǎng)絡具 有自組織的特征，即網(wǎng)絡的節(jié)點可以智能的形成網(wǎng)絡連接，連接根據(jù)不同的需要采用不 同的拓撲結構。網(wǎng)絡具有自維護特征，即當某些節(jié)點發(fā)生問題的時候，不影響網(wǎng)絡的其 它傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸。正是因為有了如此高級靈活的網(wǎng)絡特征，傳感器網(wǎng)絡設備的 安裝和維護非常簡便，可以在不增加單個節(jié)點成本同時進行大規(guī)模的布設。無線傳感器網(wǎng)絡技術在節(jié)能、

4、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)控制等領域擁有非常巨大的潛力。目 前無線傳感器網(wǎng)絡技術尚屬一個新興技術，正在高速發(fā)展，學習和掌握新技術發(fā)展方向 和技術理念是現(xiàn)代化高等教育的核心理念。“ ZigBe強礎創(chuàng)新套件”產(chǎn)品正是針對這一新技術的發(fā)展需要，使這種新技術能夠得 到快速的推廣，讓高校師生能夠?qū)W習和了解這項潛力巨大的新技術?！癦igBeeS礎創(chuàng)新套件”是由多個傳感器節(jié)點組成的無線傳感器網(wǎng)絡。該套件綜合了傳感器技術、嵌入式 計算技術、現(xiàn)代網(wǎng)絡及無線通信技術、分布式信息處理技術等多種技術領域，用戶可以 根據(jù)所需的應用在該套件上進行自由開發(fā)。2、ZigBee基礎創(chuàng)新套件的組成 TOC o 1-5 h z CITE創(chuàng)新型

5、無線節(jié)點(CITE-N01 )4個 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型超聲波傳感器(CITE-S063 )1個物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型紅外傳感器(CITE-S073)1個 HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 物聯(lián)網(wǎng)便攜型加速度傳感器(CITE-S082 )1個 HYPERLINK l bookmark11 o Current Document 物聯(lián)網(wǎng)便攜型溫濕度傳感器(CITE-S121 )1個電源6個天線8根CC Debugger1 套(調(diào)試器，帶 MINI USB 接口的 USB 線，10PIN

6、排線)物聯(lián)網(wǎng)實驗軟件一套第1頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點（CITE-N01 ）支持 IEEE 802.15.4 標準以及 ZigBee、ZigBee PRO 和 ZigBee RF4CE 標準2.4G ISM工作頻率傳輸速度250Kbps, 最大輸出功率 10dBm,接收靈敏度-97dBmMCU :增強型 8051MCU, 256KFlash低功耗：主動模式 RX, 24mA主動模式TX在1dBm, 29mA供電模式1 （ 4us喚醒），0.2mA供電模式2 （睡眠定時器運行），1uA供電模式3 （外部中斷

7、），0.4uA寬電源電壓范圍（2V-3.6V）液晶屏顯示：便于觀察實驗現(xiàn)象自帶3種傳感器：光照傳感器，3軸加速度傳感器，溫度傳感器3個彩燈，5個按鍵：便于實現(xiàn)多種輸入輸出組合鋰電池和 DC5V兩種供電方式可選，鋰電池充電時間一般需要45個小時，可以使用200個小時，在使用鋰電池的情況下，如果長時間不使用，請關閉電源開2.2物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型超聲波傳感器第2頁共33頁2.2物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型超聲波傳感器第2頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型超聲波傳感器(CITE-S063)由CC2530無線模塊和超聲波傳感器底 板組成。傳感器底板上采用的是兩個超聲波探頭，MCU部分采用Sili

8、con Laboratories公司的 C8051F206。超聲波傳感器底板輸出02000mm測量距離，并將測量距離發(fā)送給CC2530無線模塊。傳感器底板上有一個彩色燈，通過編程可以顯示各種不同顏色，隨著測量距離 的不同變換不同的顏色。傳感器底板與CC2530無線模塊間通過串口通信，電平轉(zhuǎn)換為 RS232。物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型紅外傳感器(CITE-S073 )ylMMmnHylMMmnH物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型紅外傳感器(CITE-S073)由CC2530無線模塊和紅外傳感器底板 組成。傳感器底板上件采用的是紅外傳感器，MCU部分采用Silicon Laboratories公司的 C8051F206。紅外傳感器底

9、板輸出0或1開關量，并將開關量發(fā)送給CC2530無線模塊。傳感器底板上有一個彩色燈，通過編程可以顯示各種不同顏色，紅色表示紅外傳感器沒有檢測到物體，綠色表示紅外傳感器檢測到物體。傳感器底板與CC2530無線模塊間通過串口通信，電平轉(zhuǎn)換為 RS232。物聯(lián)網(wǎng)便攜型加速度傳感器(CITE-S082 ) cQ)號*P-z-gBee A-Hance口口 口。口 叱目皿 cQ)號*P-z-gBee A-Hance口口 口?？?叱目皿CITESQ82/S121物聯(lián)網(wǎng)便攜型加速度傳感器(CITE-S082)是由CC2530無線模塊和 KIONIX公司的3軸加速度傳感器 KXTF9-1062組成。CC2530

10、可以通過I2C總線讀取加速度第3頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室傳感器中3軸加速度的值。使用時用 2節(jié)1.5V干電池供電物聯(lián)網(wǎng)便攜型溫濕度傳感器(CITE-S121 )物聯(lián)網(wǎng)便攜型溫濕度傳感器 (CITE-S121 )是由CC2530無線模塊和SENSIRION 公司的溫濕度傳感器 STH11組成。CC2530可以讀取傳感器采集的溫濕度值。 使用時 用2節(jié)1.5V干電池供電。3、系統(tǒng)連接注意事項：在無線通信過程中，相同信道之間會產(chǎn)生信號干擾，由于所有實驗箱在出廠時默認的都是同一信道的演示實驗程序。所以在做實驗時，為了防止實驗箱之間信號的互相干擾，保證實驗效果，請同一個實驗箱

11、用同一個頻率同一個信道，不同實驗箱 用用不同的頻率與不同的信道。打開產(chǎn)品實驗箱后，里面包含了搭建系統(tǒng)所需要的所有器件和配件。連接步驟為：.將所有模塊上的天線連接好；.將CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01 )、CITE-S073物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型紅外傳感 器和CITE-S063物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型超聲波傳感器的電源接口與電源進行連接；.將CITE-S082物聯(lián)網(wǎng)便攜型加速度傳感器和CITE-S121物聯(lián)網(wǎng)便攜型溫濕度傳感器分別裝入兩節(jié)1.5V的干電池；.在計算機上安裝 CITE-N01模塊的串口驅(qū)動；.將貼有紅色圓標簽的 CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點( CITE-N01 ) 的MINI USB 端 口與計算機

12、的 USB串口用提供的 A-MINI USB 線進行連接，打開電源開關； 依次打開剩下模塊的電源開關；.運行計算機上的 CITE-LAB軟件。第4頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室實驗一走馬燈IAR工程建立實驗1、實驗目的了解IAR集成開發(fā)環(huán)境。學習安裝 SmartRF Flash Programmer軟件下載程序。2、實驗設備硬件：PC機(一臺)ZigBee基礎創(chuàng)新套件(一套)軟件： IAR Embedded Workbench 開發(fā)工具、 SmartRF Flash Programmer 軟件、 CITE-LAB 軟件3、實驗預習要求仔細閱讀IAR相關文檔，熟悉本節(jié)實驗步

13、驟。IAR Embedded Workbench (以下簡稱為IAR ) 嵌入式系統(tǒng)應用程序的開發(fā)工具， 支持匯編、C和C+語言。它提供完整的集成開發(fā)環(huán)境，包括工程管理器、編輯器、 編譯鏈接工具和 C-SPY調(diào)試器。IAR Systems以其高度優(yōu)化的編譯器而聞名。每個 C/C+編譯器不僅包含一般全局性的優(yōu)化，也包含針對特定芯片的低級優(yōu)化，以充分利 用所選芯片的所有特性，確保較小的代碼尺寸。能夠支持由不同的芯片制造商生產(chǎn)，且 種類繁多的8位、16位或32位芯片。4.實驗內(nèi)容(1)安裝 IAR。(2)啟動 IAR。(3)新建一個IAR工作區(qū)。(4)打開一個IAR工作區(qū)。(5)安裝調(diào)試器驅(qū)動。(6

14、)連接計算機、CC Debugger與物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型紅外傳感器(CITE-S073)。(7)設置項目參數(shù)。(8)編譯、下載程序。(9)安裝SmartRF Flash Programmer軟件，這個軟件主要用于無線網(wǎng)絡實驗、傳感 器實驗中的實驗3以及綜合實驗的程序下載。(10)使用 SmartRF Flash Programmer 軟件下載程序。5、實驗連接邏輯圖第5頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室LAR工程這立實髓6.實驗步驟安裝IAR安裝IAR。點擊光盤中的圖標 國出現(xiàn)如圖所示的對話框W甘匕om，to IAR SystemsiAR5也嘴岫d我岫Mnch他國*kHF4 hrH

15、F H/gkM W-JIMiih.i h MW 耳 *1,甘 TM-f BWlMiEI- IM. q收1. j)nd HYPERLINK http:/www.iar.CDm www.iar.CDm HYPERLINK http:/www.iar.CDm www.iar.CDmIARSYSILMS選擇第二項Install IAR Embedded Workbench 并點擊,選擇第二項Install IAR Embedded Workbench 并點擊,出現(xiàn)解壓界面如圖所示:Inst alLShi eld VizardIAR Embedded Workbench Setup is piparin

16、g Hit InstallShield? Wizard which Mil guide you through the icsl ol the $tup pieces. Please 樹wit.CancelCancel等待出現(xiàn)安裝界面如圖所示。IAH Embedded Wmkbcm時i lor MCS-51 V7.51ADiHtrtnt ArclirtKEurcs. One- Salutidn.IAH Embedded Wmkbcm時i lor MCS-51 V7.51ADiHtrtnt ArclirtKEurcs. One- Salutidn.IARSYSTEMS點擊“ Next”，出現(xiàn)對話

17、框如圖所示第6頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室點擊“Accept”，出現(xiàn)圖對話框如圖所示輸入姓名和公司名稱（任意輸入），雙擊ISI皿總畫，生成 輸入姓名和公司名稱（任意輸入），雙擊ISI皿總畫，生成 License number 與 Licese key,并填寫到軟件相應的位置并完成激活IAR Embedded Worktwnch lor MCS-51 V7.51 ADrlferent Arthicecturet OrK Saluckxi.eiARSVSILMSDrlferent Arthicecturet OrK Saluckxi.eiARSVSILMS第7頁共33頁四川

18、理工學院自動化與電子信息學院通信教研室點擊Browse選擇Licence Key,點擊Next”,出現(xiàn)對話框如圖所示點擊點擊Next”，出現(xiàn)對話框如圖所示點擊Next”，出現(xiàn)對話框如圖所示選擇ArthicKiiirri. One WonLAR Embedded Workbench tor MCS 51 V7.5IA選擇ArthicKiiirri. One WonLAR Embedded Workbench tor MCS 51 V7.5IAFull”，點擊“ Next”，出現(xiàn)對話框如圖所示IARSYSII MS點擊Next”，出現(xiàn)對話框如圖所示第8頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信

19、教研室點擊“ Next”，出現(xiàn)開始安裝話框如圖所示等待安裝結束后會彈出對話框如圖所示。點擊“Finish”，安裝完成1AH Fzmhrtlderl Wurkbrnrzhi kn MGS-51 V7 51.ASYSTEMSlAA StiIbx Li cenit AclzntLanUkR Ejr&t0M License Han*erSYSTEMSlAA StiIbx Li cenit AclzntLanUkR Ejr&t0M License Han*erm BtbtUtd Ti&rkbtach ftr MCSTt EvtlutliDiHwenc Arthitactures. One Solutio

20、n.啟動IAR。安裝結束后，在開始菜單中選擇IAR Embedded WorkBench”，即可打開IAR開發(fā) 環(huán)境。IAR安裝目錄如圖所示。IA Slb4d*d YarkbUddd Tdrkbtfich f-T NCS-5L 1H 20M當打開IAR開發(fā)環(huán)境時，如果已經(jīng)建好了工作區(qū)， 會出現(xiàn)如圖所示的窗口，可以選擇窗口里需要打開的工作區(qū)。如果要新建或打開一個工作區(qū)則點擊“Cancel”。第9頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室打開一個IAR工作區(qū)。要打開光盤中“物聯(lián)網(wǎng)實驗”文件夾中的“實驗 1”中的CITE-T-ZA-Led 。工作區(qū)打開方法為：點擊File-Open- Wo

21、rkspace,如圖所示。選擇并打開名稱為 CITE-T-ZA-Led的工作區(qū)，如圖所示打開的工作區(qū)如圖所示第10頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室(5)安裝調(diào)試器驅(qū)動。將CC Debugger通過A-MINI USB線與計算機的USB 口連接，計算機會彈出“找 到新的硬件向?qū)А保x擇“從列表或指定位置安裝 (高級)”，點擊“下一步”，如圖所示。點擊“瀏覽”按鈕，選擇驅(qū)動所在路徑，驅(qū)動文件在IAR程序的安裝目錄下，具體位置為 C:Program FilesIAR SystemsEmbedded Workbench 5,38051driversTexas Instruments

22、,如圖所示，點擊下一步。等待驅(qū)動安裝完成，點擊“完成”按鈕，完成調(diào)試器驅(qū)動安裝，如圖所示。第11頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室點擊 CITE-T-ZA-Led-Debug 點擊 CITE-T-ZA-Led-Debug 工程文件，點擊 Project-Options,如圖所示。JMVurhbnnch IDEKd.il; aTrilAE XMiraaBI KhLw 工Kd.il; aTrilAE XMiraaBI KhLw 工1工 J11M4 KilnF”日邙CflTE-T-& F”日邙CflTE-T-& I-e Biiiiiatf L-B jOiflxr*Eiil rafi

23、icriJ:u4csaCrdM* Tri AM fxi itanc Trujfct7/IfJ5官5官3強U353ctrrrEtri+aEtri+a選擇選擇Linker”選項，設置Output和Config ”選項卡，如圖所示。pt kflHM rnr i&Ml 1rCITE T TA I.ndUxor Cxn4v Mv-TlWdralflXtw 收出tJUM前t Whw RrAi- Arwig brACKblrt | I MI pt kflHM rnr i&Ml 1rCITE T TA I.ndUxor Cxn4v Mv-TlWdralflXtw 收出tJUM前t Whw RrAi- Arwi

24、g brACKblrt | I MI L .LttaU EMAHM1 fbLlP SfnrriiLi 幾上nilHRLHT.RIUTiKdUi .iLkHI+B/GXl 工0VHIuli lafarilL 即爾 1,.由 Etka Ihm pr hiw)卜 FIRVT -liP 1*第12頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室選擇Debugger”選項，設置Setup”選項卡，如圖設置取一個物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型紅外傳感器(CITE-S073),連接CC Debugger、物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型紅外傳感器(CITE-S073)和計算機，連接電源，連接好后，打開電源開關。(8)編譯、下載程序。選擇CI

25、TE-ZA-Led.c文件，點擊Project- Rebuild All ,編譯程序并生成目標文件。 編譯情況會在界面下方的“ Messaged顯示出來，如果編譯時出現(xiàn)錯誤或警告，請根據(jù) 提示進行修改，直至沒有錯誤。再點擊Project- Debug將程序下載到物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型紅外 傳感器(CITE-S073)中，連接方法如圖所示；點擊二 運行程序，可以觀察到物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新型紅外傳感器(CITE-S073 )上D2D5的4個燈輪流閃爍。 實驗小結通過本小結的學習，學會定時器查詢方式的使用和I/O端口的使用，并學會如何控制D2D5燈輪流閃爍。此實驗是學習單片機的入門實驗，通過學習，對單片機有個基 本了解

26、，便于今后更復雜單片機程序的開發(fā)。思考題(1)如何改變走馬燈閃爍的時間間隔？(2)如何改變4個燈閃爍的次序？第13頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室實驗二串口通信實驗.實驗目的學習使用CC2530單片機中斷方式實現(xiàn)串口通信。學習如何設置串口的波特率。掌握如何使用串口收發(fā)數(shù)據(jù)。.實驗設備硬件：PC機(一臺)ZigBee基礎創(chuàng)新套件(一套)軟件：IAR Embedded Workbench 開發(fā)工具CITE-LAB 軟件.實驗內(nèi)容系統(tǒng)初始化時，以查詢的方式向串口發(fā)送默認的出廠信息，接下來，串口等待接收數(shù)據(jù)，串口接收以中斷方式接收串口輸入的數(shù)據(jù)，接收到串口上的數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)發(fā)還給串口

27、，此時可以在CITE-LAB軟件上觀察到串口輸入的數(shù)據(jù)。.實驗連接邏輯圖幺串口通佶實整幺串口通佶實整CTTIhalifie Ttriaol.實驗步驟halifie Ttriaol.(1)首先安裝CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01 )的串口驅(qū)動，雙擊開始安裝驅(qū)動直至完成；(2)取一個CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01 ),連接電源，連接好后，打開電源開關，出 現(xiàn)一個開機界面如圖所示；第14頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室(3)右鍵單擊“我的電腦”，選擇“屬性”彈出如圖所示對話框;CITE創(chuàng)新型無(4)點擊“硬件”，選擇“設備管理器”，將“端口”選項展開，可以找到

28、線節(jié)點(CITE-N01 )與計算機相連接的端口，例如為 COM3 ,CITE創(chuàng)新型無33100705-1550IM ATWHJktl投剝器時理第耐盤器動器_y同口 皿 和lptjFroliEi:lISB-tr*riLWw. EartJ nEPttMa mi)J (corn 3-id篁機j監(jiān)也器(5)啟動IAR,打開工作區(qū)文件 CITE-T-ZA-Uart.eww ；(6)點擊Project-Rebuild All ,編譯程序并生成可執(zhí)行文件；(7)連接CC Debugger、CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01 )和計算機，如圖所示。連接好 后，打開電源開關。點擊Project- Deb

29、ug將程序下載到 CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01 )中；(8)點擊運行程序，點擊 爵 按鈕，退出調(diào)試環(huán)境。(關閉CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01 )的電源，拔下 CC Debugger,將 CC Debugger一端的 A-MINI USB 線拔下， 插入CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01 )上的MiniUSB端口)；(9)使用CITE-LAB軟件觀察實驗現(xiàn)象，CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01 )上電或復位第15頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室時，在串口上會顯示一串出廠信息，往串口發(fā)送數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)發(fā)送的數(shù)據(jù)被回傳;(10)使用CITE-LA

30、B軟件觀察程序運行情況的過程為:在PC機上雙擊在PC機上雙擊CITE-LAB軟件中的圖標(如未安裝CITE-LAB軟件,雙擊“CITE-LAB軟件文件夾”中的安裝圖標進行安裝)，點擊“進入實驗”，選擇“基礎實驗”中的“串口通信實驗”，如圖所示:點擊串口配置按鈕,打開如圖所示的端口配置界面，在串口中選擇 點擊串口配置按鈕,打開如圖所示的端口配置界面，在串口中選擇 COM3 ,設置波特率為115200,點擊“確定”按鈕點擊“打開選定串口并開始實驗”按鈕,開始實驗，點擊3b 率為115200,點擊“確定”按鈕點擊“打開選定串口并開始實驗”按鈕,開始實驗，點擊3b 選擇字符顯示方式,打開CITE創(chuàng)新型

31、無線節(jié)點(CITE-N01 )的電源或按下復位按鍵，在“接收數(shù)據(jù)顯示區(qū)”窗打開/已接收的字節(jié)，可以將已口中可以觀察到出廠信息，如圖所示。雙擊狀態(tài)欄下方的已發(fā)送/已接收的字節(jié)，可以將已發(fā)送/已接收的字節(jié)清為0；在“發(fā)送數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)”輸入需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，點擊闔發(fā)送，按鈕發(fā)送數(shù)據(jù)，此時可以在“發(fā)送數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)”輸入需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，點擊闔發(fā)送，按鈕發(fā)送數(shù)據(jù)，此時可以第16頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室在“接收數(shù)據(jù)顯示區(qū)”觀察到剛才發(fā)送到數(shù)據(jù)。點擊清至按鈕清除數(shù)據(jù)，點擊 Hex按鈕選擇發(fā)送數(shù)據(jù)輸入?yún)^(qū)/接收數(shù)據(jù)顯示區(qū)為16進制顯示方式，如圖 A5- 9所示;.實驗小結通過本小結的學習，學

32、會使用單片機的串口功能，進行收發(fā)數(shù)據(jù)，并學會如何設置串口的波特率，如何發(fā)送默認的配置信息。.思考題(1)如何改變串口通信的波特率？(2)如何修改發(fā)送的默認信息？第17頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室實驗三點對點通信實驗.實驗目的通過點對點通信實驗，建立無線通信概念。了解IEEE 802.15.4無線通信標準，熟悉 PHY、MAC、RSSI等概念。.實驗設備硬件：PC機(一臺)ZigBee基礎創(chuàng)新套件(一套)軟件：IAR Embedded Workbench開發(fā)工具CITE-LAB 軟件.實驗內(nèi)容CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01 ) B每隔500ms向CITE創(chuàng)新型無

33、線節(jié)點 (CITE-N01) A發(fā)送一包數(shù)據(jù)，所以只有模塊 A能接收到模塊B的信息，這樣 就構成一個點對點的形式。模塊 A接收到模塊B的數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)通過用轉(zhuǎn) 發(fā)至PC,在CITE-LAB軟件上顯示其內(nèi)容。讀取CC2530寄存器RSSI的值并在 液晶屏上顯示。實驗連接邏輯圖如下：點對點通信實驗二農(nóng)U小幟內(nèi)：箍 um-WL啟字時 f lhdln Wmdd!.實驗步驟(1)啟動 IAR,打開工作區(qū)文件 CITE-T-ZA- PeerToPeer-Cen.ew(2)打開RF.c文件，將宏定義#define PANID 0 x2011中的數(shù)值部分修改 為實驗箱相應的PANID編號，點擊保存，點擊 Pr

34、oject Rebuild All ,編譯程序 并生成可執(zhí)行文件；(3)取一個CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01 )作為模塊 A,連接CC Debugger; CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01 )和計算機，連接電源，連接好后， 打開電源開關，連接方法請參照基礎實驗五。點擊Project-Debug將程序下載到第18頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01)中，點擊號然后退出調(diào)試狀態(tài)，關閉模塊A 上的電源開關并拔掉CC Debugger；(4)同樣的方法打開工作區(qū)文件 CITE-T-ZA- PeerToPeer-End.eww,將

35、宏定 義#61ne PANID 0 x2011中的數(shù)值部分修改為與步驟(2)中相同的值，點擊保存，點擊Project-Rebuild All ,編譯程序并生成可執(zhí)行文件。取一個 CITE創(chuàng) 新型無線節(jié)點(CITE-N01 )作為模塊B,按照步驟(3)的方法下載程序，關閉 模塊B上的電源開關并拔掉 CC Debugger,將CC Debugger一端的A-MINI USB線拔下，插入CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01 ) A上的MiniUSB端口；(5)在PC機上雙擊CITE-LAB軟件中的31nHi圖標，點擊“進 入實驗”，選擇“無線射頻實驗”中的“點對點通信實驗”，按照基礎實驗五的方

36、法設置相應的串口、波特率，點擊“打開選定申并開始實驗”按鈕 J,開始 實驗，點擊J可選擇字符顯示方式；(6)分別打開CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01)模塊A和CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01)模塊B上的電源開關；CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01 )模塊B每隔500ms向CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點(CITE-N01 )模塊A發(fā)送一組數(shù)據(jù)，此時在 CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點 (CITE-N01)模塊A端的CITE-LAB軟件上觀察到每隔500ms接收到一組數(shù)據(jù) “Hello World!”，同時模塊A在發(fā)送數(shù)據(jù)時LED1的藍燈閃爍，模塊B在接收數(shù)據(jù)時LED1的綠燈閃爍，液晶屏上顯示

37、接收信號 RSSI的值。CITE-LAB軟件 上顯示結果如圖所.實驗小結通過本小結的學習，認識到在點對點無線通信過程中， 要使數(shù)據(jù)能夠正確接 收，首先應保證通信雙方的信道一致；其次，因為在實驗中采用了地址過濾，地 址過濾中包含PANID和短地址信息，所以發(fā)送方的PANID和目的地址要和接收 方的PANID和源地址相同。當然這兩個條件只是正確接收數(shù)據(jù)的必要條件，需 要滿足的其它條件請參考CC2530使用手冊的相關章節(jié)。.思考題第19頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室(1)如何改變發(fā)送字符的內(nèi)容？(2)本實驗中，所有實驗箱發(fā)送方的目的地址都相同， 我們使用PANID過濾來 屏蔽其

38、它實驗箱的數(shù)據(jù)，使接收方只接收此實驗箱發(fā)送方的數(shù)據(jù)，如果所有實驗箱的PANID都相同，如何使用發(fā)送方的目的地址過濾來屏蔽其它實驗箱的數(shù) 據(jù)？第20頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室實驗四 Mesh自動組網(wǎng)實驗.實驗目的學習如何建立 Mesh網(wǎng)絡拓撲結構。學習ZigBee網(wǎng)絡Mesh網(wǎng)絡拓撲的使用。.實驗設備硬件：PC機(一臺)ZigBee基礎創(chuàng)新套件(一套)軟件：IAR Embedded Workbench 開發(fā)工具SmartRF Flash Programmer 軟件CITE-LAB 軟件.實驗內(nèi)容Mesh網(wǎng)絡即“無線網(wǎng)格網(wǎng)絡”它是 多跳(multi-hop )”網(wǎng)絡，是由

39、ad hoc網(wǎng)絡發(fā)展 而來，是解決 最后一公里”問題的關鍵技術之一。在向下一代網(wǎng)絡演進的過程中，無線 是一個不可缺的技術。無線 mesh可以與其它網(wǎng)絡協(xié)同通信。是一個動態(tài)的可以不斷擴 展的網(wǎng)絡架構，任意的兩個設備均可以保持無線互聯(lián)。(1)建立Mesh網(wǎng)絡拓撲結構的網(wǎng)絡首先協(xié)調(diào)器上電后按照指定的信道和PAN_ID建立無線網(wǎng)絡；然后各個模塊作為路由器加入這個無線網(wǎng)絡，這樣一個Mesh網(wǎng)絡拓撲結構的網(wǎng)絡就建立起來了。(2)無線數(shù)據(jù)傳輸路由器每隔1秒向協(xié)調(diào)器發(fā)送地址信息和網(wǎng)絡信息，協(xié)調(diào)器接收到路由器的信息 后，將這些信息解析后傳送給PC, PC上的軟件根據(jù)這些信息顯示當前網(wǎng)絡的拓撲結構圖。(3) Zi

40、gBee Mesh網(wǎng)絡拓撲結構如下圖所示：實驗連接邏輯圖第21頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室4.實驗步驟(1)修改 f8wConfig.cfg (路徑為： 無線網(wǎng)絡實驗 ProjectszstackToolsCC2530D B)文件中的信道和 PANID ；(2)啟動IAR ,打開協(xié)調(diào)器工作區(qū)文件MeshCenter.eww；工程路徑：無線網(wǎng)絡實驗 ProjectszstackCITE-T-ZA-MeshCITE-Mesh-CenterCC25 30DBMeshCenter.eww ；(3)點擊Project-Rebuild Al

41、l,編譯程序并生成可執(zhí)行文件MeshCenter.hex；可執(zhí)行文件路徑：無線網(wǎng)絡實驗 ProjectszstackCITE-T-ZA-MeshCITE-Mesh-Cente rCC2530DBCoordinatorEB-Pro ExeMeshCenter.hex；(4)啟動IAR,打開路由器工作區(qū)文件MeshEnd.eww；工程路徑：無線網(wǎng)絡實驗 ProjectszstackCITE-T-ZA-MeshCITE-Mesh-End CC2530DBMeshEnd.eww ；(5)點擊 Project-Rebuild All,編譯程序并生成可執(zhí)行文件MeshEnd.hex；可執(zhí)行文件路徑：無線網(wǎng)

42、絡實驗 ProjectszstackCITE-T-ZA-MeshCITE-Mesh-EndCC2530DBRouterEB-ProExe MeshEnd.hex；(6)啟動 SmartRF Flash Programmer 軟件(如為安裝 SmartRF Flash Programmer軟件，雙擊嘉盤港二r軟件，雙擊MeshCenter.hex和 MeshEnd.hex下載到協(xié)調(diào)器和 7個路由器中，并關閉電源。模塊與下載可執(zhí)行文件的對應關系如下表所示:模塊下載可執(zhí)行文件的名稱協(xié)調(diào)器（1個CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點（CITE-N01 ）MeshCenter.hex路由器（剩下7個模塊）MeshEnd

43、.hex使用 SmartRF Flash Programmer 軟件下載 MeshCenter.hex程序步驟如下：將計算機、CC Debugger與物聯(lián)網(wǎng)CITE-N01協(xié)調(diào)器連接。打開SmartRF F lash Programmer,如下界面設置。打開協(xié)調(diào)器電源后，會顯示與計算機相連接 的CC Debugger信息，如圖：第22頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室在Flash選項中選擇協(xié)調(diào)器需要下載的 Hex文件，可執(zhí)行文件路徑：無線網(wǎng)絡實驗 ProjectszstackCITE-T-ZA-MeshCITE-Mesh-CenterCC2530DBCoordin atorE

44、B-Pro ExeMeshCenter.hex 界面如下。點擊 “。色皿 actions 進行下載。用同樣的方法，將MeshEnd.hex下載到剩下的7個模塊中；可執(zhí)行文件路徑： 無線網(wǎng)絡實驗 ProjectszstackCITE-T-ZA-MeshCITE-Mesh-EndCC2530DBRou terEB-ProExe MeshEnd.hex；(7)將協(xié)調(diào)器和計算機通過 A-MINI USB線連接起來，打開協(xié)調(diào)器的電 源開關，可以看到協(xié)調(diào)器模塊上彩燈 LED1的紅燈亮，建網(wǎng)成功后變藍色，并 在液晶屏上顯示PANID號，表示協(xié)調(diào)器已建立起一個 Mesh網(wǎng)絡，接收到數(shù) 據(jù)時LED3的綠燈閃爍；

45、(8)依次才T開7個路由器的電源開關，如果是CITE創(chuàng)新型無線節(jié)點( CITE-N01 ),則在剛上電時路由器設備上彩燈LED1的紅燈亮，液晶屏的下邊顯示OFF和Router,表示當前的網(wǎng)絡狀態(tài)(加入或未加入)和設備類型；加入 網(wǎng)絡成功后變藍色，并在液晶屏上顯示自己的短地址，液晶屏的下邊顯示ON和Router,表示路由器節(jié)點已經(jīng)加入網(wǎng)絡，發(fā)送數(shù)據(jù)時LED3的藍燈閃爍；(9)在PC機上雙擊CITE-LAB軟件中的圖標，點擊 一 ”進入 實驗”，選擇“無線網(wǎng)絡實驗”中的“自動組網(wǎng)實驗(Mesh)”，選擇協(xié)調(diào)器與 計算機連接的MINI USB端口，例如，為COM3,設置端口波特率為115200bp

46、s,點擊確定按鈕，點擊開始按鈕，從界面上可以看到當前網(wǎng)絡的拓撲結構如圖第23頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室所示;(10)將拓撲圖上某個父親路由器斷電后， 例如將短地址為0X3C0F的路 由器斷電，可以觀察到只有該路由器消失， 其它路由器通過 Mesh網(wǎng)絡的自愈 建網(wǎng)功能可以通過其它路由器重新建網(wǎng)，如圖所示7、實驗小結本實驗通過上位機軟件描繪了一個Mesh網(wǎng)絡拓撲，通過這個拓撲，形象生動的體現(xiàn)了 Mesh網(wǎng)絡中設備與設備、設備與協(xié)調(diào)器之間的關系。通過對某個設備 斷電或上電體現(xiàn)了 Mesh網(wǎng)絡自組網(wǎng)、自維護的網(wǎng)絡特性。8、思考題1、Mesh網(wǎng)絡拓撲結構中，把其中一個設備斷電再

47、上電， 觀察節(jié)點是否會重新加入網(wǎng)絡。為什么？2、把兩個實驗箱f8wConfig.cfg文件中的信道和 PANID修改成同樣的值，會出現(xiàn)什么 現(xiàn)象？第24頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室附錄實驗一代碼/ 名稱：Delay500 () 功能：500ms定時 /入口參數(shù)：無出口參數(shù)：無/void Delay500(void) ( uchar i;T1CTL |= 0 x02; /啟動模模式計數(shù) for(i=0;i2;i+) (while (!(T1STAT & 0 x01); /查詢定時器 1定時時間250ms是否到達T1STAT &=0 x01; 清定時器 1中斷標志位 T1C

48、TL &= 0 x02; /停止模模式計數(shù) /名稱：main()功能：主函數(shù) /入口參數(shù)：無出口參數(shù)：無/void main(void) ( System_Init(); / 系統(tǒng)初始化 while(1) (LED2 = ON; /D2 亮 TOC o 1-5 h z LED3 =OFF;/D3滅LED4 =OFF;/D4滅LED5 =OFF;/D5滅Delay500();/延時 500msLED2 = OFF;/D2 滅LED3 = ON; /D3 亮LED4 = OFF;第25頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室/D4 滅LED5 = OFF; /D5 滅Delay500(

49、);/延日500msLED2 = OFF;/D2 滅LED3 = OFF;/D3 滅LED4 = ON; /D4 亮LED5 = OFF; /D5 滅Delay500();/延時 500msLED2 = OFF;/D2 滅LED3 = OFF;/D3 滅LED4 = OFF;/D4 滅LED5 = ON; /LED5 亮Delay500();/延時 500ms)實驗二代碼/名稱：Initial_uart()功能：初始化串口/入口參數(shù)：無出口參數(shù)：無/void Initial_uart(void)PERCFG = 0 x00; 串口 0在默認位置P0SEL |= 0 x0C; /P0.2,P0.

50、3 設置為外設功能U0CSR |= 0 x80; / 模式選擇U0GCR |= 11; /baud_eU0BAUD |= 216; / 波特率設為115200U0CSR |= 0 x40; / 允許接收IEN0 = 0 x84;/總中斷允許，串口 0接收中斷允許)/名稱：UART0_RX_ISR()功能：串口 0接收中斷處理函數(shù)/入口參數(shù)：無第26頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室出口參數(shù)：無/#pragma vector = URX0_VECTOR_interrupt void UART0_RX_ISR(void) (URX0IF = 0;清接收標志位* pWrite+ =

51、 U0DBUF;/將接收到數(shù)據(jù)彳存到接收buffer,并將寫指針加1if(IsRxBufWriteEnd)/如果寫指針到達buffer的結尾處(pWrite = Buffer;/將寫指針設置為buffer的起始處/名稱：main()功能：主函數(shù)/入口參數(shù)：無出口參數(shù)：無/void main(void)(System_Init(); / 系統(tǒng)初始化ClearRxBuffer(); / 清接收 bufferUart_TX();while(1)(if(IsRxBufNotEmpty)/如果接收buffer有數(shù)據(jù)(U0DBUF = * pRead+; /發(fā)送讀指針指向的buffer數(shù)據(jù)，并將t指針加

52、1while(!UTX0IF);等待數(shù)據(jù)發(fā)送完成UTX0IF=0;清發(fā)送完成標志位if(IsRxBufReadEnd) /如果讀指針到達 buffer的結尾處 pRead = Buffer; /將讀指針設置為buffer的起始處第27頁共33頁四川理工學院自動化與電子信息學院通信教研室實驗三代碼/名稱：RF_interrupt()功能：RF 一般性中斷處理函數(shù)/入口參數(shù)：無出口參數(shù)：無/#pragma vector = RF_VECTOR /RF一般性中斷處理函數(shù)_interrupt void RF_interrupt(void) uchar i;S1CON &=0 x03; 清除 RFIF_1 和 RFIF_0 中斷標志 RFIRQF0 &=0 x40; 清除接收到完整一幀中斷標志 if(RSSISTAT) /讀取RSSI值是否有效 RSSI_value = RSSI;FrameByteCnt = RXFIFOCNT; / 讀取幀長度 for(i=0;iFrameByteCnt;i+) / 依次賦值給數(shù)組 Framei = RFD;RFRecvFlag = 1;RFST = ISFLUSHRX; /CSP指令-立即清除接收緩沖區(qū)/名稱：UART0_TX_ISR()功能：串口 0發(fā)送中斷處理函數(shù)/入口參數(shù)：無出口參數(shù)：無/#p