無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

未命名-512022/8/2216:28:13

內(nèi)容簡介

本書以無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用場景為依托，將必須掌握的無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信基

本知識與項(xiàng)目設(shè)計和實(shí)施建立聯(lián)系，將能力和技能培養(yǎng)貫穿其中。本書根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)

行業(yè)產(chǎn)業(yè)對人才的知識和技能要求，設(shè)計了七個工程案例教學(xué)項(xiàng)目：認(rèn)識無線傳感

網(wǎng)絡(luò)、協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點(diǎn)識別、無線傳感網(wǎng)絡(luò)按鍵控制應(yīng)用、無線傳感網(wǎng)絡(luò)串口通

信應(yīng)用、無線傳感網(wǎng)絡(luò)溫濕度采集應(yīng)用、無線傳感網(wǎng)絡(luò)光照度采集應(yīng)用、無線傳感

網(wǎng)絡(luò)人體紅外采集應(yīng)用。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施過程，以任務(wù)方式將課程內(nèi)容的各種實(shí)際操

作“項(xiàng)目化”，使學(xué)生能在較短時間內(nèi)掌握無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信采集和控制技術(shù)。

本書既可以作為各級院校物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)專業(yè)的項(xiàng)目化課程教材，也可作為工

程技術(shù)人員進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用考證培訓(xùn)參考書。

圖書在版編目（CIP）數(shù)據(jù)

無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程/王浩，王詠梅主編.—北京:中國

鐵道出版社有限公司，2022.8

計算機(jī)及電子信息類專業(yè)新形態(tài)系列教材

ISBN978-7-113-29472-4

Ⅰ.①無…Ⅱ.①王…②王…Ⅲ.①無線電通信-傳感器-計算機(jī)

網(wǎng)絡(luò)-教材Ⅳ.①TP212

中國版本圖書館CIP數(shù)據(jù)核字(2022)第132585號

書名：無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

作者：王浩王詠梅

策劃：曹莉群編輯部電話：（010）51873202

責(zé)任編輯：劉麗麗

封面設(shè)計：劉莎

責(zé)任校對：孫?玫

責(zé)任印制：樊啟鵬

出版發(fā)行：中國鐵道出版社有限公司（100054，北京市西城區(qū)右安門西街8號）

網(wǎng)址：/51eds/

印刷：北京銘成印刷有限公司

版次：2022年8月第1版2022年8月第1次印刷

開本：787mm×1092mm1/16印張：13.25字?jǐn)?shù)：280千

書號：ISBN978-7-113-29472-4

定價：49.00元

版權(quán)所有侵權(quán)必究

凡購買鐵道版圖書，如有印制質(zhì)量問題，請與本社教材圖書營銷部聯(lián)系調(diào)換。電話：（010）63550836

打擊盜版舉報電話：（010）63549461

前言

無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是一門實(shí)用性很強(qiáng)的專業(yè)課程，注重理論知識和實(shí)踐應(yīng)用的

緊密結(jié)合。本書的設(shè)計思路是采用任務(wù)驅(qū)動方式將課程內(nèi)容實(shí)際操作“項(xiàng)目化”，項(xiàng)

目化課程強(qiáng)調(diào)不僅要給學(xué)生知識，而且要通過訓(xùn)練，使學(xué)生能夠在知識與工作任務(wù)之

間建立聯(lián)系。項(xiàng)目化課程的實(shí)施將課程的技能目標(biāo)、學(xué)習(xí)目標(biāo)要素貫穿在對工作任務(wù)

的認(rèn)識、體驗(yàn)和實(shí)施當(dāng)中，并通過技能訓(xùn)練加以考核和完成。在項(xiàng)目化課程的實(shí)施過

程中，以項(xiàng)目任務(wù)為驅(qū)動，強(qiáng)化知識的學(xué)習(xí)和技能的培養(yǎng)。

本書以貼近實(shí)際的具體項(xiàng)目為依托，將必須掌握的基本知識與項(xiàng)目設(shè)計和實(shí)施

建立聯(lián)系，將能力和技能培養(yǎng)貫穿其中。本書根據(jù)行業(yè)產(chǎn)業(yè)對人才的知識和技能要求，

設(shè)計了七個無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信的工程案例教學(xué)項(xiàng)目：認(rèn)識無線傳感網(wǎng)絡(luò)、協(xié)調(diào)器與終

端節(jié)點(diǎn)識別、無線傳感網(wǎng)絡(luò)按鍵控制應(yīng)用、無線傳感網(wǎng)絡(luò)串口通信應(yīng)用、無線傳感網(wǎng)

絡(luò)溫濕度采集應(yīng)用、無線傳感網(wǎng)絡(luò)光照度采集應(yīng)用、無線傳感網(wǎng)絡(luò)人體紅外采集應(yīng)用。

根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施過程，以任務(wù)方式將課程內(nèi)容的各種實(shí)際操作“項(xiàng)目化”，使學(xué)生能在

較短時間內(nèi)掌握無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信采集和控制技術(shù)。

本書由蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院王浩和上海市高級技工學(xué)校王詠梅擔(dān)任主編，江

蘇省江陰中等專業(yè)學(xué)校招啟東、上海中僑職業(yè)技術(shù)大學(xué)趙欣、上海市高級技工學(xué)校張

雪梅、江蘇省江陰中等專業(yè)學(xué)校施向榮、上海市高級技工學(xué)校施瑋炯老師擔(dān)任副主編，

參與編寫的還有上海杉達(dá)學(xué)院的隋欣和王莉軍老師。參加編寫的人員均為學(xué)校教學(xué)一

線的教學(xué)骨干，在大家的共同努力下，協(xié)作完成了本書的編寫工作。

本書內(nèi)容體系完整，案例翔實(shí)，敘述風(fēng)格平實(shí)、通俗易懂。書中的所有程序?qū)?/p>

例已全部通過了無線傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備驗(yàn)證，該硬件平臺是由蘇州創(chuàng)彥物聯(lián)網(wǎng)科

技有限公司研制的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備。學(xué)生通過本書的學(xué)習(xí)，可以快速掌握無線傳感網(wǎng)

絡(luò)數(shù)據(jù)采集和控制應(yīng)用編程能力，并能提升無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用設(shè)計與開發(fā)

水平。

由于編者水平有限，加上無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展日新月異，書中難免存在

疏漏之處，敬請廣大讀者批評指正。

??????編者

2022年4月

無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

IV

目錄

目錄

項(xiàng)目1認(rèn)識無線傳感網(wǎng)絡(luò)…………………1

項(xiàng)目情境?……………1

學(xué)習(xí)目標(biāo)?……………1

任務(wù)1.1無線傳感網(wǎng)絡(luò)開發(fā)平臺搭建?……………1

任務(wù)描述?………………………1

任務(wù)分析?………………………2

操作方法與步驟?………………2

任務(wù)1.2無線傳感網(wǎng)絡(luò)開發(fā)平臺操作應(yīng)用?……11

任務(wù)描述?……………………11

任務(wù)分析?……………………11

操作方法與步驟?……………11

拓展任務(wù)?…………18

任務(wù)描述?……………………18

任務(wù)要求?……………………18

項(xiàng)目評價表?………………………19

項(xiàng)目2協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點(diǎn)識別…………20

項(xiàng)目情境?…………20

學(xué)習(xí)目標(biāo)?…………20

任務(wù)2.1?協(xié)調(diào)器組網(wǎng)點(diǎn)亮LED燈?………………20

任務(wù)描述?……………………20

任務(wù)分析?……………………21

操作方法與步驟?……………21

任務(wù)2.2終端節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)亮LED燈?………27

任務(wù)描述?……………………27

任務(wù)分析?……………………28

操作方法與步驟?……………29

任務(wù)2.3無線傳感網(wǎng)絡(luò)自定義事件點(diǎn)亮LED燈?………………35

任務(wù)描述?……………………35

任務(wù)分析?……………………36

操作方法與步驟?……………37

拓展任務(wù)?…………44

任務(wù)描述?……………………44

I

無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

任務(wù)要求………………………44

項(xiàng)目評價表…………45

項(xiàng)目3無線傳感網(wǎng)絡(luò)按鍵控制應(yīng)用……………………46

項(xiàng)目情境……………46

學(xué)習(xí)目標(biāo)……………46

任務(wù)3.1協(xié)調(diào)器組網(wǎng)按鍵控制應(yīng)用………………46

任務(wù)描述………………………46

任務(wù)分析………………………47

操作方法與步驟………………47

任務(wù)3.2終端節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)按鍵控制應(yīng)用………57

任務(wù)描述………………………57

任務(wù)分析………………………57

操作方法與步驟………………59

任務(wù)3.3協(xié)調(diào)器按鍵無線控制終端節(jié)點(diǎn)設(shè)備應(yīng)用………………70

任務(wù)描述………………………70

任務(wù)分析………………………71

操作方法與步驟………………72

拓展任務(wù)……………84

任務(wù)描述………………………84

任務(wù)要求………………………84

項(xiàng)目評價表…………85

項(xiàng)目4無線傳感網(wǎng)絡(luò)串口通信應(yīng)用……………………86

項(xiàng)目情境……………86

學(xué)習(xí)目標(biāo)……………86

任務(wù)4.1協(xié)調(diào)器組網(wǎng)串口通信應(yīng)用………………86

任務(wù)描述………………………86

任務(wù)分析………………………87

操作方法與步驟………………88

任務(wù)4.2終端節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)串口通信應(yīng)用………95

任務(wù)描述………………………95

任務(wù)分析………………………96

操作方法與步驟………………97

任務(wù)4.3協(xié)調(diào)器串口通信無線控制終端節(jié)點(diǎn)設(shè)備應(yīng)用…………106

任務(wù)描述………………………106

任務(wù)分析………………………106

II

目錄

操作方法與步驟………………107

拓展任務(wù)……………117

任務(wù)描述………………………117

任務(wù)要求………………………117

項(xiàng)目評價表…………118

項(xiàng)目5無線傳感網(wǎng)絡(luò)溫濕度采集應(yīng)用…………………119

項(xiàng)目情境……………119

學(xué)習(xí)目標(biāo)……………119

任務(wù)5.1終端節(jié)點(diǎn)溫濕度采集協(xié)調(diào)器串口通信顯示……………119

任務(wù)描述………………………119

任務(wù)分析………………………120

操作方法與步驟………………121

任務(wù)5.2溫濕度采集風(fēng)扇控制應(yīng)用………………132

任務(wù)描述………………………132

任務(wù)分析………………………132

操作方法與步驟………………134

拓展任務(wù)……………146

任務(wù)描述………………………146

任務(wù)要求………………………146

項(xiàng)目評價表…………147

項(xiàng)目6無線傳感網(wǎng)絡(luò)光照度采集應(yīng)用…………………148

項(xiàng)目情境……………148

學(xué)習(xí)目標(biāo)……………148

任務(wù)6.1終端節(jié)點(diǎn)光照度采集協(xié)調(diào)器串口通信顯示……………148

任務(wù)描述………………………148

任務(wù)分析………………………149

操作方法與步驟………………150

任務(wù)6.2光照度采集步進(jìn)電機(jī)控制應(yīng)用…………160

任務(wù)描述………………………160

任務(wù)分析………………………160

操作方法與步驟………………162

拓展任務(wù)……………175

任務(wù)描述………………………175

任務(wù)要求………………………175

項(xiàng)目評價表…………176

III

無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

項(xiàng)目7無線傳感網(wǎng)絡(luò)人體紅外采集應(yīng)用………………177

項(xiàng)目情境……………177

學(xué)習(xí)目標(biāo)……………177

任務(wù)7.1終端節(jié)點(diǎn)人體紅外采集協(xié)調(diào)器串口通信顯示…………177

任務(wù)描述………………………177

任務(wù)分析………………………178

操作方法與步驟………………179

任務(wù)7.2人體紅外采集繼電器控制應(yīng)用…………189

任務(wù)描述………………………189

任務(wù)分析………………………189

操作方法與步驟………………191

拓展任務(wù)……………202

任務(wù)描述………………………202

任務(wù)要求………………………202

項(xiàng)目評價表…………203

IV

項(xiàng)目1

認(rèn)識無線傳感網(wǎng)絡(luò)

項(xiàng)目1

認(rèn)識無線傳感網(wǎng)絡(luò)

項(xiàng)目情境

由于智能家居的興起，現(xiàn)在每個用戶家庭里都或多或少有智能家居的存在，無

論是音箱、風(fēng)扇，還是插座、開關(guān)都可以變得智能化，這其中最有代表性的通信方式

就是ZigBee無線傳感通信。ZigBee也稱紫蜂，是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)上協(xié)議，

底層采用IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的媒體訪問層與物理層，主要特色有低速、低耗電、

低成本、支持大量網(wǎng)上節(jié)點(diǎn)和多種網(wǎng)上拓?fù)洌軐?shí)現(xiàn)快速、可靠、安全的通信數(shù)據(jù)傳輸。

本項(xiàng)目首先安裝ZigBee應(yīng)用開發(fā)所需的IAR集成開發(fā)環(huán)境，然后安裝ZigBee

協(xié)議棧，接著下載安裝設(shè)備所需ZigBee仿真器的驅(qū)動程序，最后完成一個簡單的

CC2530程序調(diào)試和運(yùn)行。

學(xué)習(xí)目標(biāo)

知識目標(biāo)

■了解ZigBee無線通信技術(shù)特點(diǎn)

■掌握ZigBee協(xié)議棧的組成

■掌握ZigBee開發(fā)平臺的配置

■掌握CC2530程序編寫流程

技能目標(biāo)

■會安裝IAR集成開發(fā)環(huán)境

■會安裝ZigBee協(xié)議棧

■會安裝ZigBee仿真器的驅(qū)動程序

■會調(diào)試和運(yùn)行CC2530程序

任務(wù)1.1無線傳感網(wǎng)絡(luò)開發(fā)平臺搭建

任務(wù)描述

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，短距離無線通信系統(tǒng)具有低成本、低功耗和對等通信

1

無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

等技術(shù)優(yōu)勢，這其中的ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)是基于IEEE802.15.4技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和ZigBee網(wǎng)

絡(luò)協(xié)議而設(shè)計的無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。針對ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的ZStack協(xié)議棧就是符

合ZigBee協(xié)議規(guī)范的一個軟件平臺，它是ZigBee協(xié)議棧的一個具體實(shí)現(xiàn)。對于

ZStack

的整個開發(fā)環(huán)境IDE使用的是IAR。本次任務(wù)主要講解IAR集成開發(fā)環(huán)境的安裝。

任務(wù)分析

ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)硬件模塊所使用的CPU是基于增強(qiáng)型8051內(nèi)核的CC2530

微控制器，它結(jié)合了領(lǐng)先的RF收發(fā)器，是用于2.4GHzIEEE802.15.4的ZigBee應(yīng)用

的一個片上系統(tǒng)（SoC）解決方案。如果進(jìn)行CC2530的無線傳感應(yīng)用開發(fā)，就要先

安裝IAREmbeddedWorkbench開發(fā)環(huán)境。它的C語言交叉編譯器是一款完整、穩(wěn)定

且容易使用的專業(yè)嵌入式應(yīng)用開發(fā)工具。IAR開發(fā)的最大優(yōu)勢就是能夠直接使用TI

公司提供的ZStack協(xié)議棧進(jìn)行二次開發(fā)，開發(fā)人員只需要調(diào)用相關(guān)的API接口函數(shù)

即可。另外IAR根據(jù)支持的微處理器種類的不同分為許多不同的版本。由于CC2530

使用的是增強(qiáng)型8051內(nèi)核，所以這里應(yīng)該選用的版本是IAREmbeddedWorkbenchfor

8051。具體無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)相關(guān)的環(huán)境搭建操作包括：

?安裝集成開發(fā)環(huán)境：IAR-EW8051-8101。

?安裝仿真器SmartRF04EB的驅(qū)動程序。

操作方法與步驟

1．IAR集成開發(fā)環(huán)境安裝

（1）首先雙擊安裝包中的EW8051-EV-8103-Web.exe，出現(xiàn)圖1-1所示的安裝

向?qū)Ы缑妫瑔螕鬘ext按鈕。

圖1-1IAR安裝向?qū)Ы缑?/p>

2

項(xiàng)目1

認(rèn)識無線傳感網(wǎng)絡(luò)

（2）當(dāng)單擊Next按鈕之后，進(jìn)入圖1-2所示的接受序列號相關(guān)條例對話框，選

擇相應(yīng)選項(xiàng)接受許可協(xié)議，單擊Next按鈕。

圖1-2選擇接受許可協(xié)議

（3）在圖1-3所示的輸入用戶信息對話框中，分別填寫用戶名字及認(rèn)證序列號，

正確填寫之后，單擊Next按鈕。

圖1-3填寫用戶信息及認(rèn)證序列號

（4）進(jìn)入圖1-4所示的對話框中，輸入正確的認(rèn)證序列號及序列鑰匙后，單擊

Next按鈕。

3

無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

圖1-4輸入認(rèn)證序列號和序列鑰匙

（5）在圖1-5所示界面中，可以選擇完全安裝或是自定義安裝，這里選擇完全

安裝選項(xiàng)，繼續(xù)單擊Next按鈕到下一步。

圖1-5選擇完全安裝選項(xiàng)

（6）在圖1-6所示對話框中，選擇安裝的路徑，默認(rèn)是在C盤安裝。如果需要修

改，單擊Change按鈕即可修改，完成設(shè)置之后，單擊Next按鈕。

4

項(xiàng)目1

認(rèn)識無線傳感網(wǎng)絡(luò)

圖1-6選擇安裝路徑

（7）在圖1-7所示的對話框中，單擊Install按鈕開始安裝。

圖1-7單擊Install按鈕開始安裝

（8）安裝完成后，顯示圖1-8所示的安裝完成界面。單擊Finish按鈕，完成整

個IAR集成開發(fā)環(huán)境的安裝。

5

無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

圖1-8IAR安裝完成界面

（9）完成安裝后，可以從“開始”菜單中找到剛剛安裝的IAR軟件，單擊IAR

EmbeddedWorkbench選項(xiàng)，打開IAR運(yùn)行環(huán)境，如圖1-9所示。

圖1-9IAR運(yùn)行環(huán)境

6

項(xiàng)目1

認(rèn)識無線傳感網(wǎng)絡(luò)

2．仿真器SmartRF04EB的驅(qū)動程序安裝

ZigBee開發(fā)板在程序的下載、仿真和調(diào)試時，需要安裝一些必要的驅(qū)動程序，

如仿真器的驅(qū)動程序。ZigBeeCCDebuggerSmartRF04EB仿真器如圖1-10所示，它是

用于TI低功耗射頻片上系統(tǒng)的小型編程器和調(diào)試器，可以與前面安裝的IAR開發(fā)平

臺一起使用，以實(shí)現(xiàn)在線調(diào)試。

圖1-10ZigBeeCCDebugger仿真器

（1）這里將CCDebugger仿真器通過USB線纜插入計算機(jī)。第一次使用時，系

統(tǒng)將提示找到新硬件，“設(shè)備管理器”對話框中會出現(xiàn)圖1-11所示的圖標(biāo)，這表示

沒有成功安裝仿真器驅(qū)動。

圖1-11仿真器圖標(biāo)顯示未成功安裝

（2）右擊仿真器圖標(biāo)，在彈出的快捷菜單中選擇“更新驅(qū)動程序”選項(xiàng)，如

圖1-12所示。

7

無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

圖1-12選擇“更新驅(qū)動程序”選項(xiàng)

（3）進(jìn)入圖1-13所示界面，選擇“瀏覽我的計算機(jī)以查找驅(qū)動程序軟件”選項(xiàng)。

圖1-13選擇驅(qū)動更新選項(xiàng)

（4）在圖1-14所示的界面中，單擊“瀏覽”按鈕，選擇驅(qū)動程序位置選項(xiàng)，單擊“下

一步”按鈕。

8

項(xiàng)目1

認(rèn)識無線傳感網(wǎng)絡(luò)

圖1-14選擇瀏覽驅(qū)動程序選項(xiàng)

（5）在圖1-15所示的對話框中，單擊“瀏覽”按鈕，在新打開的對話框中選

擇SmartRF04EB仿真器目錄下的win_64bit_x64文件夾，單擊“下一步”按鈕。

圖1-15選擇SmartRF04EB仿真器驅(qū)動文件目錄

（6）當(dāng)SmartRF04EB仿真器驅(qū)動安裝成功之后，顯示圖1-16所示W(wǎng)indows已

成功更新驅(qū)動程序信息。

9

無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

圖1-16SmartRF04EB仿真器驅(qū)動安裝成功

（7）當(dāng)SmartRF04EB仿真器驅(qū)動安裝成功之后，“設(shè)備管理器”界面中會顯示

正常的SmartRF04EB仿真器設(shè)備圖標(biāo)，如圖1-17所示。

圖1-17正常的SmartRF04EB仿真器設(shè)備圖標(biāo)

10

項(xiàng)目1

認(rèn)識無線傳感網(wǎng)絡(luò)

任務(wù)1.2無線傳感網(wǎng)絡(luò)開發(fā)平臺操作應(yīng)用

任務(wù)描述

在上一個任務(wù)中，通過安裝無線傳感網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用的IAR開發(fā)平臺和ZigBee仿真

器驅(qū)動程序，實(shí)現(xiàn)了無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)所需的軟件開發(fā)平臺。本次任務(wù)通過安裝

ZStack的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的具體實(shí)現(xiàn)協(xié)議棧ZStack-CC2530-2.5.1a之后，開發(fā)人員通過使

用協(xié)議棧中相關(guān)的函數(shù)庫來使用這個協(xié)議，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的收發(fā)和傳輸。

任務(wù)分析

本書中所開發(fā)的無線傳感應(yīng)用項(xiàng)目均采用TI公司推出的ZigBee2007（也稱

ZStack）協(xié)議棧進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)，具體的版本為ZStack-CC2530-2.5.1a（可以從TI的官

網(wǎng)免費(fèi)下載）。ZStack的安裝比較簡單，安裝在默認(rèn)路徑下即可（默認(rèn)是安裝到C

盤根目錄下）。安裝完成之后，可以選擇CoordinatorEB（協(xié)調(diào)器）項(xiàng)，進(jìn)行簡單的

代碼編寫、編譯和下載運(yùn)行。

操作方法與步驟

1．ZStack協(xié)議棧的安裝

（1）雙擊運(yùn)行ZStack-CC2530-2.5.1a.exe協(xié)議棧安裝程序，出現(xiàn)圖1-18所示的

安裝啟動界面，單擊Next按鈕。

圖1-18ZStack協(xié)議棧安裝啟動界面

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無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

（2）進(jìn)入圖1-19所示的安裝啟動界面，選擇ZStack協(xié)議棧所需的安裝路徑。

這里選擇默認(rèn)的安裝路徑：C:\TexasInstruments\ZStack-CC2530-2.5.1a，單擊Next按鈕。

圖1-19選擇ZStack協(xié)議棧所需的安裝路徑

（3）安裝完成ZStack協(xié)議棧之后，顯示圖1-20所示安裝成功信息，單擊Finish

按鈕。

圖1-20ZStack協(xié)議棧安裝完成

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項(xiàng)目1

認(rèn)識無線傳感網(wǎng)絡(luò)

2．打開ZStack協(xié)議棧工程項(xiàng)目

（1）ZStack協(xié)議棧安裝完成之后，打開所在的安裝目錄C:\TexasInstruments\

ZStack-CC2530-2.5.1a\Projects\zstack\Samples，如圖1-21所示，可以看到TI公司的

ZStack協(xié)議棧提供三種應(yīng)用開發(fā)項(xiàng)目模板。

圖1-21ZStack協(xié)議棧應(yīng)用開發(fā)模板

（2）打開IAR開發(fā)平臺，選擇File→Open→Workspace選項(xiàng)，如圖1-22所示。

圖1-22選擇Workspace選項(xiàng)

（3）這里選擇Sample工程項(xiàng)目模板，找到ZStack協(xié)議棧的C:\TexasInstruments\

ZStack-CC2530-2.5.1a\Projects\zstack\Samples\SampleApp\CC2530DB目錄下的SampleApp.eww

工程文件，如圖1-23所示。

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無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

圖1-23選擇SampleApp.eww工程文件

（4）選擇Sample工程項(xiàng)目中的SampleApp.eww工程文件之后，打開所對應(yīng)的協(xié)

議棧工程項(xiàng)目，如圖1-24所示。

圖1-24打開對應(yīng)協(xié)議棧工程項(xiàng)目

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項(xiàng)目1

認(rèn)識無線傳感網(wǎng)絡(luò)

3．ZStack協(xié)議棧項(xiàng)目代碼編寫與編譯

（1）在App應(yīng)用層初始化函數(shù)中，對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中的P1.0和P1.1兩盞LED發(fā)

光二極管（又稱LED燈）進(jìn)行初始化設(shè)置，主要功能實(shí)現(xiàn)代碼如下面代碼段中的斜

體字部分：

voidSampleApp_Init(uint8task_id)

{

SampleApp_TaskID=task_id;

SampleApp_NwkState=DEV_INIT;

SampleApp_TransID=0;

設(shè)置和引腳為通用功能

P1SEL&=~0x03;//P1_0P1_1IO

P1DIR|=0x03;//設(shè)置P1_0和P1_1引腳為輸出功能

P1_0=0;//初始化低電平熄滅LED1燈

P1_1=0;//初始化高電平熄滅LED2燈

...

}

（2）在SampleApp_ProcessEvent的應(yīng)用層處理事件函數(shù)中完成LED燈狀態(tài)改變

功能代碼。這里實(shí)現(xiàn)P1.0和P1.1引腳連接的兩盞LED燈點(diǎn)亮，主要功能實(shí)現(xiàn)代碼如

下面代碼段中的斜體字部分：

uint16SampleApp_ProcessEvent(uint8task_id,uint16events)

{

...

caseZDO_STATE_CHANGE:

SampleApp_NwkState=(devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);

if((SampleApp_NwkState==DEV_ZB_COORD)

||(SampleApp_NwkState==DEV_ROUTER)

||(SampleApp_NwkState==DEV_END_DEVICE))

{

高電平點(diǎn)亮燈

P1_0=1;//LED1

P1_1=1;//低電平點(diǎn)亮LED2燈

}

...

}

（3）右擊SampleApp選項(xiàng)，在彈出的快捷菜單中選擇Make選項(xiàng)進(jìn)行項(xiàng)目編譯，

如圖1-25所示。

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無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

圖1-25選擇Make選項(xiàng)

（4）如果源文件沒有錯誤，則此時會在IAR集成開發(fā)環(huán)境的左下角彈出

Messages窗口。該窗口中顯示了源文件的錯誤和警告信息，如圖1-26所示。

圖1-26編譯完成窗口

4．ZStack協(xié)議棧項(xiàng)目下載

（1）通過USB線纜一端連接CC2530仿真器接口，另一端連接端的USB接口，

再將仿真器的扁型電纜插入?yún)f(xié)調(diào)器模塊上的JTAG程序下載口，如圖1-27所示。

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項(xiàng)目1

認(rèn)識無線傳感網(wǎng)絡(luò)

圖1-27仿真器連接模塊JTAG程序下載口

（2）單擊圖1-28右上角所示的三角下載按鈕，將程序通過PC端下載至設(shè)備中

的CC2530模塊中。

圖1-28下載協(xié)議棧程序

（3）當(dāng)下載過程中出現(xiàn)圖1-29所示的界面之后，先單擊“全速運(yùn)行”按鈕，

再單擊打叉按鈕，完成整個程序的下載。

圖1-29完成程序下載

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無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

5．物聯(lián)網(wǎng)協(xié)調(diào)器模塊程序運(yùn)行效果

通過USB線纜一端連接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備模塊的USB接口，另一端連接PC端的USB

接口之后，設(shè)備模塊加電運(yùn)行，完成LED1燈和LED2燈的點(diǎn)亮，如圖1-30所示。

圖1-30點(diǎn)亮LED1和LED2兩盞燈

拓展任務(wù)

任務(wù)描述

通過本項(xiàng)目兩個任務(wù)的操作訓(xùn)練，同學(xué)們已經(jīng)掌握了IAR集成開發(fā)環(huán)境的搭建、

ZigBee協(xié)議棧的安裝步驟、ZigBee仿真器的驅(qū)動程序安裝、ZigBee開發(fā)平臺的配置、

CC2530程序調(diào)試，了解了IAR的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)串口和終端節(jié)點(diǎn)的串口通信機(jī)制。協(xié)調(diào)

器組建網(wǎng)絡(luò)成功之后，將終端設(shè)備模塊加入無線傳感網(wǎng)絡(luò)調(diào)器，然后協(xié)調(diào)器收到之后

以廣播方式無線發(fā)送至終端節(jié)點(diǎn)模塊，到終端節(jié)點(diǎn)模塊后，控制兩盞LED燈的運(yùn)行

和停止操作。

任務(wù)要求

（1）控制兩盞LED燈輪流顯示，每個燈之間間隔500ms。

（2）控制兩盞LED燈，一個燈每隔100ms閃爍，一個燈每隔500ms閃爍。

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項(xiàng)目1

認(rèn)識無線傳感網(wǎng)絡(luò)

項(xiàng)目評價表

學(xué)生自評項(xiàng)目組互評教師評分各項(xiàng)合計

評價要素分值

30%20%50%總分總分

無線完成PPT制作10

傳感

網(wǎng)的

概念小組展示交流10

無線成功安裝IAR

10

傳感集成開發(fā)環(huán)境

網(wǎng)絡(luò)

開發(fā)成功安裝仿真器

平臺SmartRF04EB的10

搭建驅(qū)動程序

無線成功安裝ZStack

10

傳感協(xié)議棧

網(wǎng)絡(luò)ZStack協(xié)議棧

開發(fā)項(xiàng)目代碼編寫與10

平臺編譯

操作

應(yīng)用項(xiàng)目調(diào)試成功10

項(xiàng)目總結(jié)報告10教師評價

工作操守5

素質(zhì)學(xué)習(xí)態(tài)度5

考核

合作與交流5

出勤5

學(xué)生自評簽名：項(xiàng)目組互評簽名：教師簽名：

日期：日期：日期：

補(bǔ)充說明：

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無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

項(xiàng)目2

協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點(diǎn)識別

項(xiàng)目情境

在常規(guī)無線傳感通信應(yīng)用模式中，協(xié)調(diào)器相當(dāng)于網(wǎng)關(guān)，是ZigBee網(wǎng)絡(luò)整體的核心。

每個ZigBee網(wǎng)絡(luò)只能接入一個ZigBee的協(xié)調(diào)器。協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)ZigBee網(wǎng)絡(luò)整體的建立、

管理，是網(wǎng)絡(luò)的中心。通過串口的作用，協(xié)調(diào)器既可以向終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制命令，也

可以周期性地接收終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)。

本項(xiàng)目首先通過應(yīng)用層系統(tǒng)事件的觸發(fā)完成協(xié)調(diào)器組網(wǎng)點(diǎn)亮LED燈，然后終端

節(jié)點(diǎn)加入?yún)f(xié)調(diào)器組建的無線網(wǎng)絡(luò)之后，點(diǎn)亮終端節(jié)點(diǎn)上的LED燈，最后通過系統(tǒng)事

件和自定義事件的各自觸發(fā)，分別完成協(xié)調(diào)器和終端節(jié)點(diǎn)模塊上LED燈的點(diǎn)亮。

學(xué)習(xí)目標(biāo)

知識目標(biāo)

■掌握協(xié)調(diào)器組建無線網(wǎng)絡(luò)流程

■掌握終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)加入?yún)f(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)流程

■掌握系統(tǒng)事件觸發(fā)方式

■掌握自定義事件觸發(fā)方式

技能目標(biāo)

■會使用協(xié)調(diào)器組網(wǎng)點(diǎn)亮LED燈

■會使用終端節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)亮LED燈

■會使用系統(tǒng)事件函數(shù)的調(diào)用

■會使用觸發(fā)自定義事件函數(shù)的調(diào)用

任務(wù)2.1協(xié)調(diào)器組網(wǎng)點(diǎn)亮LED燈

任務(wù)描述

本次任務(wù)首先利用物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)設(shè)備的協(xié)調(diào)器模塊構(gòu)建無線傳感網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)協(xié)調(diào)器

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項(xiàng)目2

協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點(diǎn)識別

視頻

模塊加電運(yùn)行直到成為協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)時，觸發(fā)系統(tǒng)事件產(chǎn)生，最后在系統(tǒng)

事件處理函數(shù)中點(diǎn)亮協(xié)調(diào)器上的兩盞LED燈。

任務(wù)分析

項(xiàng)目2協(xié)調(diào)器

組網(wǎng)點(diǎn)亮LED

物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)設(shè)備的協(xié)調(diào)器模塊主要包括基于CC2530的無線通信模塊燈視頻1

和LED燈。當(dāng)協(xié)調(diào)器模塊加電啟動運(yùn)行時，CC2530的無線通信模塊開

始組建網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)為協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)時，調(diào)用osal_set_event函數(shù)觸

發(fā)SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT系統(tǒng)事件產(chǎn)生，從而在SampleApp_

ProcessEvent系統(tǒng)事件處理函數(shù)中，點(diǎn)亮協(xié)調(diào)器模塊上P1_3引腳和P1_4引腳的兩

盞LED燈，表示當(dāng)前協(xié)調(diào)器模塊構(gòu)建無線傳感網(wǎng)絡(luò)，并成為協(xié)調(diào)器角色，如圖2-1

所示。

圖2-1協(xié)調(diào)器組網(wǎng)點(diǎn)亮LED燈流程圖

操作方法與步驟

1．運(yùn)行ZStack協(xié)議棧工程項(xiàng)目

（1）打開IAREmbeddedWorkbenchfor80518.10Evaluation→IAREmbeddedWorkbench

開發(fā)平臺，如圖2-2所示。

（2）選擇File→Open→Workspace選項(xiàng)，如圖2-3所示。

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無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

圖2-2打開IAREmbeddedWorkbench開發(fā)平臺

圖2-3選擇Workspace選項(xiàng)

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項(xiàng)目2

協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點(diǎn)識別

（3）打開目錄D:\Zigbee_code\ZStack-CC2530-2.5.1a_2.1\Projects\zstack\Samples\

SampleApp\CC2530DB里面的SampleApp.eww工程文件，如圖2-4所示。

圖2-4打開SampleApp.eww工程文件

（4）在圖2-5所示界面左側(cè)的Workspace項(xiàng)的下拉列表中選擇CoordinatorEB選

項(xiàng)之后，打開SampleApp.c文件，界面右側(cè)所示所有代碼均為協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)服務(wù)。

圖2-5選擇CoordinatorEB選項(xiàng)

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無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用項(xiàng)目化教程

2．協(xié)調(diào)器模塊LED燈硬件電路

協(xié)調(diào)器模塊上CC2530通信模塊的P1_3引腳連接LED3發(fā)光二極管，P1_4引

腳連接另一個LED4發(fā)光二極管，通過輸出高低電平可以點(diǎn)亮或者熄滅LED燈，如

圖2-6所示。

視頻

項(xiàng)目2協(xié)調(diào)器

組網(wǎng)點(diǎn)亮LED

燈視頻2圖2-6協(xié)調(diào)器P1_3和P1_4引腳電路連接

3．編寫項(xiàng)目功能代碼

（1）在SampleApp_Init函數(shù)中完成物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中P1_3和P1_4兩盞LED燈的初

始化操作，主要功能實(shí)現(xiàn)代碼如下面代碼段中的斜體字部分：

voidSampleApp_Init(uint8task_id)

{

SampleApp_TaskID=task_id;

SampleApp_NwkState=DEV_INIT;

SampleApp_TransID=0;

P1SEL&=~0x18;//設(shè)置P1_3和P1_4引腳為通用IO功能