实验所需硬件

序号

名称

数量

备注

1

电脑

1台

系统Windows7及以上

2

CC2530底座模块

2个

·

3

继电器模块

1个

·

4

WIFI模块

1个

·

5

CC Debugger 仿真器和连接线

1套

·

6

USB线

1根

·

7

实验代码

1份

·

实验所需软件

CC2530底座

实验硬件

继电器模块

继电器模块

WiFi模块

WiFi模块

CC Debugger 仿真器和连接线

实验硬件

USB线

USB线

ZigBee基本通信方式

ZigBee的通讯方式主要有三种点播、组播、广播。点播顾名思义就是点对点通信,也是2个设备之间的通讯,不允许有第三个设备收到信息;组播就是把网络中的节点分组,每一个组员发出的信息只有相同组号的组员才能收到。广播最广泛的也就是1个设备上发出的信息所有设备都能接收到。这也是ZigBee通信的基本方式。

ZigBee网络地址类型

序号

地址类型

说明

1

AddrNotPresent

依照绑定表

2

Addr16Bit

16位地址,常用于点播

3

Addr64Bit

Addr64Bit

4

AddrGroup

组播

5

AddrBroadcast

广播

以上的的地址类型均保存在afAddrMode_t。在实际使用过程中考虑功耗,常用使用16位地址,原因16位地址是通过路由算法计算出来的,在传输路径上通过的节点较少最大的节省了网络功耗。16位地址可分成如下几类如表。

序号

地址类型

说明

1

0xFFFF

对所有设备广播,包括睡眠

2

0xFFFE

间接传输,通过绑定表寻找网络短地址

3

0xFFFD

对没休眠的设备广播

4

0xFFFC

给协调器和路由器广播

5

0x0000

给协调器通信

6

0x0001-0xFFFB

用户自设定的目标地址

WIFI技术基本概念

WIFI英语全称是Wireless Fidelity,中文译成无线保真。WIFI是建立连接和进行通讯的手段,它对应一套通讯的规则,保证让两个节点能互相连接,设备连接建立后,通过TCP/IP和UDP等协议,传输数据,连接互联网络。WIFI模块的STA模式和AP模式。

AP模式:Access Point,提供无线接入服务,允许其它无线设备接入,提供数据访问,一般的无线路由/网桥工作在该模式下。AP和AP之间允许相互连接。Sta模式(SP模式):Station类似于无线终端,sta本身并不接受无线的接入,它可以连接到AP,一般无线网卡即工作在该模式。对照表如下:

分类

AP模式

SP模式

接入网络

接受

不接受

网卡

需要

不需要

终端

有线

无线

WiFi模块原理图

WIFI模块硬件电路

① 将WIFI模块、继电器模块分别安装CC2530底座上,CC Debugger连接电脑与协调器节点底座,如下图所示:

模块组装

② 轻按CCDebugger复位按键,指示灯变绿,表示连接正常。如下图:

模块组装

③ 访问github,进入github界面后点击Code,Clone HTTPS安全链接,如下图所示:

操作步骤

④ 打开电脑终端,进入工作目录workspace (workspace 为工程文件夹所在目录):

$ cd workspace

⑤ 运行clone命令:

$ git clone https://github.com/aiotcom/eps.git

下载目录至指定文件夹下。
如果提示"command not found"表示电脑没有安装Git,请至Git官网下载。
如果电脑没有安装 Git 软件,也可以进入Github,点击 Code -> DownLoad ZIP 下载所有工程代码。如下图所示:
下载代码
如果电脑没有公网,可以进:D盘\实验教程与代码选择相应的代码。

⑥ 打开 IAR Embedded Workbench 工程软件,点击工具栏: File -> Open -> Workspace,选择工程文件:基于CC2530 OneNET实验\7.OneNET平台控制继电器实验\Projects\zstack\Samples\SampleApp\CC2530DB\SampleApp.eww 并打开。

打开工程

选择文件

⑦ 待工程启动完毕,修改PANID或者信道防止与他人网络冲突,终端与协调器代码共用该配置文件如图:

修改参数

⑧ 设置工程配置为CoordinatorEB

修改参数

⑨ 打WiFiGate.h,修改WIFI热点的名字与密码,以及根据自己的OneNET产品ID,设备鉴权信息及脚本名字,修改OneNET接入个人识别码,如下图:

修改参数

⑩ 点击Make按钮,重新编译文件,显示没有错误。

文件编译

⑪ 点击Download and Debug按钮,将程序下载到模块中。

下载程序

代码下载成功

⑫ 点击X退出仿真模式。

退出仿真

⑬ 将CCDebugger连接到终端节点,选择工程的配置为EndDeviceEB,如图:

选择文件

⑭ 点击Make按钮,重新编译文件,显示没有错误。

文件编译

⑮ 点击Download and Debug按钮,将程序下载到模块中。

下载程序

代码下载成功

⑯ 点击X退出仿真模式。

退出仿真

⑰ 移除CC Debugger仿真器,采用USB线供电,接协调器节点的底座。

USB线供电

⑱ 设置OneNET平台按键开关值(具体操作参考OneNET平台应用手册),如下图:

设置按键开关值

⑲ OneNET平台显示实验数据。(脚本位于:基于CC2530 OneNET实验\7.OneNET平台控制继电器实验\WiFi连接OneNET脚本文件\wifisample.lua)。具体操作参考oneNET平台应用手册。

OneNET平台显示

终端节点

① 程序目录结构,源代码文件如下图。代码中有大量ZigBee底层的代码,我们只要主要关心下图中标出的文件代码,ZigBee底层的代码会使用即可。

代码目录结构

EndDevice.c->SampleApp_Init()函数是应用代码的入口函数,对继电器模块初始化、初始化Point_To_Point_DstAddr结构,注册端点。

    void SampleApp_Init( uint8 task_id )
    {
        SampleApp_TaskID   = task_id;
        SampleApp_NwkState = DEV_INIT;
        SampleApp_TransID  = 0; 

        UartInit(HAL_UART_PORT_1,HAL_UART_BR_115200);//用于调试
        Relay_Init();//初始化继电器模块控制管脚。  
        printf("i am end device\r\n");//串口打印   
        // 点对点通讯定义
        Point_To_Point_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)Addr16Bit; //点播
        Point_To_Point_DstAddr.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;      
        Point_To_Point_DstAddr.addr.shortAddr = 0x0000;//发给协调器
        
        // 填写端点
        EndDevice_epDesc.endPoint   = SAMPLEAPP_ENDPOINT;
        EndDevice_epDesc.task_id    = &SampleApp_TaskID;
        EndDevice_epDesc.simpleDesc = (SimpleDescriptionFormat_t *)&EndDevice_SimpleDesc;
        EndDevice_epDesc.latencyReq = noLatencyReqs;
        
        // 注册端点
        afRegister( &EndDevice_epDesc );
    }

EndDevice.c->SampleApp_ProcessEvent()函数是任务处理函数。在该函数中调用SampleApp_MessageMSGCB()处理无线信道的指令。SampleApp_MessageMSGCB(),中依据指令参数,控制继电开启、关闭。Relay1_OFF()关闭继电器,Relay1_ON()打开继电器。

    switch ( pkt->clusterId )
	{
		case BIND_REQUEST_CMD_ID:
		_u16temp = RELAY_CONTROL_CLUSTERID;  
		ResponeBind(&_u16temp,&pkt->srcAddr);
		printf("get bind request and respone\r\n");
		break;
		case RELAY_CONTROL_CLUSTERID:
		printf("get cmd:%d,%d\r\n",pkt->cmd.Data[0],pkt->cmd.Data[1]);
		if(pkt->cmd.Data[0] == 1){//继电器1
			if(pkt->cmd.Data[1] == 0){//关闭继电器
				Relay1_OFF();
		}
		else{//开启继电器
			Relay1_ON();							
		}
	}

协调器节点

① 程序目录结构,源代码文件如下图。代码中有大量ZigBee底层的代码,我们只要主要关心下图中标出的文件代码,ZigBee底层的代码会使用即可。

代码目录结构

Coordinator.c->SampleApp_Init()函数是应用代码的入口函数,注册端点。

    void SampleApp_Init( uint8 task_id )
    {
        SampleApp_TaskID = task_id;
        SampleApp_NwkState = DEV_INIT;
        SampleApp_TransID = 0;  

        UartInit(HAL_UART_PORT_1,HAL_UART_BR_115200);//初始化串口用于调试
        
        Point_To_Point_DstAddr.addrMode       = (afAddrMode_t)Addr16Bit; //点播
        Point_To_Point_DstAddr.endPoint       = SAMPLEAPP_ENDPOINT;      
        Point_To_Point_DstAddr.addr.shortAddr = 0; 

        //广播通信定义 
        Boardcast_DstAddr.addrMode       = (afAddrMode_t)AddrBroadcast;
        Boardcast_DstAddr.endPoint       = SAMPLEAPP_ENDPOINT;
        Boardcast_DstAddr.addr.shortAddr = 0Xffff;
            
        // 填写端点
        Coordinator_epDesc.endPoint   = SAMPLEAPP_ENDPOINT;
        Coordinator_epDesc.task_id    = &SampleApp_TaskID;
        Coordinator_epDesc.simpleDesc = (SimpleDescriptionFormat_t *)&Coordinator_SimpleDesc;
        Coordinator_epDesc.latencyReq = noLatencyReqs;
        // 注册端点
        afRegister( &Coordinator_epDesc );
    }

WiFiGate.cWiFiGate_Init()函数初始化WIFI模块的IO及模块的通信串口。

    void WiFiGate_Init( uint8 task_id )
    {
        WiFiGate_TaskId = task_id;
        osal_start_timerEx( WiFiGate_TaskId, WIFI_PROCESS_PRODIC,2000); 
        UartInit(HAL_UART_PORT_0,HAL_UART_BR_115200);
        P1SEL &= ~(BV(5)|BV(6));
        P1DIR |= BV(5)|BV(6);
        P1_5 = 1;
        P1_6 = 0;
        printf("wifi connect start\r\n");
    }

WiFiGate.cWiFiGate_ProcessEvent(),调用WiFiGate_InitProcess()初始化WIFI模块。初始化完成WiFiModeInitDone置1。WiFi_ReadCommand(),获取OneNET下发的指令。解析指令调用Send_RelayCtrl()函数发送到终端节点。

    if(events & WIFI_PROCESS_PRODIC){
		/*100ms后触发一次WIFI_PROCESS_PRODIC事件*/
		osal_start_timerEx( WiFiGate_TaskId, WIFI_PROCESS_PRODIC,100);
				
		if((ConnectState==0)&&(WiFi_InitProcess())){//初始化WIFI
			/*如果初始化完成*/
			ConnectState = 1;
		}
		else if(ConnectState == 1){
			if(WiFi_ReadCommand(&HandlerBuffer[0])){//接收$开头的命令
				/*命令是否是$RELAY*/
				c_ptr = (uint8_t*)strstr((char*)&HandlerBuffer[0],"$RELAY");
				if(c_ptr){//有命令
					Relay_Idx = *(c_ptr+6)-0x30;//取出是哪个继电器。
					Relay_Cmd = *(c_ptr+8)-0x30;//是打开还是关闭。
					printf("idx=%d,cmd=%d\r\n",Relay_Idx,Relay_Cmd);//串口调试
					Send_RelayCtrl(Relay_Idx,Relay_Cmd);//向终端节点发送命令
				}	
			memset((void*)HandlerBuffer,0,WIFI_RECV_DATA_BUFFER_LEN);
			}
		}
		return (events ^ WIFI_PROCESS_PRODIC);
	}
  1. 弹出警告窗口,不能下载程序。
    • 请确认CCDebugger驱动否安装。
    • 轻按CCDebugger仿真器的按键,指示灯不是绿色连接有问题。
    • CCDebugger仿真器是否正常接入到底座,参考实验步骤第一步。
  2. 下载代码后程序没观察到实验现象。
    • 请重新上电,或者按下底座上的复位按键。
    • 模块没有安装稳妥。
    • 两个节点的PANID、信道是否相同。
  3. OneNET平台设备没有上线。
    • WIFI名字、WIFI密码、OneNET脚本,权鉴信息是否正确。
  1. 在OneNET平台增加一个按键控制继电器2。