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

OLED模块

1个

·

4

光电开关模块

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

CC Debugger 仿真器和连接线

实验硬件

OLED模块

OLED模块

光电开关模块

光电开关模块

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:

序号

16位地址分类

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

① 将OLED模块、光电开关模块分别安装CC2530底座上,CC Debugger连接电脑与协调器节点的底座,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:ZigBee通信实验\2.ZigBee网络传输光电开关检测实验\Projects\zstack\Samples\SampleApp\CC2530DB\SampleApps.eww 并打开。

打开工程

选择文件

⑦ 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,修改后保存。

修改PANID和信道

⑧ 设置工程配置为"coordinatorEB"如图:

工程配置为coordinatorEB

⑨ 点击Make按钮,重新编译文件,显示没有错误。

文件编译

⑩ 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

⑪ 点击X退出仿真模式。

退出仿真

⑫ 将CC Debuger连接到终端节点,选择工程的配置"EndDeviceEB"如图。

选择文件

⑬ 点击Make按钮,重新编译文件,显示没有错误。

文件编译

⑭ 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

⑮ 点击X退出仿真模式。

退出仿真

⑯ 移除CC Debugger仿真器,采用USB线供电(接任意底座),底座拼接。

退出仿真

⑰ 观察OLED上的实验数据:

有遮挡物:

显示传感器数据

无遮挡物:

显示传感器数据

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,对光电开关模块初始化、初始化Point_To_Point_DstAddr结构,注册端点、启动传感器数据采集。

    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);//调试串口初始化
    Optocoupler_Init();//初始化温湿度传感器
    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;//目标端点号
        /*发给协调器,协调器地址固定为0x0000*/
    Point_To_Point_DstAddr.addr.shortAddr = 0x0000;
    // 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Optocoupler_State_Read()函数读取光电开关的反馈,当反馈信号发生变化时调用SendSwitchToCoordinator ()函数向协调器发送数据。

    if(events & SEND_SWITCH_MSG_EVT)//有SEND_SWITCH_MSG_EVT事件
    {
        SwitchSta0 = Optocoupler_State_Read();
        /*最近两次检测的IO电平不一样,表明遮挡物刚放入或者遮挡物刚撤走*/
        if(SwitchSta0^SwitchSta1){			
            SendSwitchToCoordinator(SwitchSta0);
            printf("get signal\r\n");
        }
        SwitchSta1 = SwitchSta0;//保存上一次的值
        /*设置定时器200ms超时,触发SEND_SWITCH_MSG_EVT事件*/
        osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID, SEND_SWITCH_MSG_EVT,200);
    }

协调节点

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,对OLED屏,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);//调试串口初始化
    OLED_Init();//初始化OLED 
    printf("i am coordinator\r\n");//串口打印
    OLED_P8x16Str(0,0,"coordinator");
    
    //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 = 0;
    
    //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 );
    }

Coordinator.c ->SampleApp_ProcessEvent()函数是任务处理函数。当前接收无线信道的数据时,进入SampleApp_MessageMSGCB()函数,如图:

    uint16 SampleApp_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )
    {
    afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt;
    (void)task_id;// Intentionally unreferenced parameter

    if ( events & SYS_EVENT_MSG )
    {
        MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );
        while ( MSGpkt )
        {
            switch ( MSGpkt->hdr.event )
            {        
                //Received when a messages is received (OTA) for this endpoint
                case AF_INCOMING_MSG_CMD:
                SampleApp_MessageMSGCB( MSGpkt );
                break;

                //Received whenever the device changes state in the network
                case ZDO_STATE_CHANGE:
                SampleApp_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);
                if(SampleApp_NwkState == DEV_ZB_COORD)
                {
                    printf("coord ready!");
                }
                break;

                default:
                break;
            }

        //Release the memory
        osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt );

        //Next - if one is available
        MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );
    }

    // return unprocessed events
    return (events ^ SYS_EVENT_MSG);
    }//if( events & SYS_EVENT_MSG )

    //Discard unknown events
    return 0;
    }

SampleApp_MessageMSGCB()函数中,如果接收到的消息ID为SWITCH_CLUSTERID,就是光电开关的检测数据,并显示检测数据。

    uint8 DispBuf[ ]="signal=0";
    switch ( pkt->clusterId )
    {
        case SWITCH_CLUSTERID:
        sprintf((void*)DispBuf,(char*)"signal=%d",pkt->cmd.Data[0]);//转换成字符器
            printf("=%s\r\n",DispBuf);//串口打印
            OLED_P8x16Str(0,4,DispBuf);//OLED屏显示 
            
        break;
    }
  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。
  1. 再增加一个读光电开关检测的终端节点,发协调器发送传感器数据,并显示在协调器上。