CC2530 BasicRF 通信实验_温湿度采集实验_点对点
实验内容
- 搭建实验硬件环境；
- 完成温湿度数据采集；
- BasicRF点对点通信。
实验目的
- 熟悉OLED模块的使用；
- 了解BasicRF无线传输数据原理；
- 掌握无线数据传输方法。
实验环境
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 | 温湿度模块 | 1个 | · |
| 5 | CC Debugger 仿真器和连接线 | 1套 | · |
| 6 | USB线 | 1根 | · |
| 7 | 温湿度采集实验_点对点代码 | 1份 | · |
实验所需软件
- IAR 驱动安装步骤
-
CC Debugger 驱动安装步骤
- Git 软件下载(可选)
CC Debugger 仿真器和连接线
USB线
实验要求
- 了解BasicRF无线收发机制；
- 熟悉CC2530底座使用；
- 掌握温湿度模块使用。
实验原理
温度传感器工作原理
利用材料的物理特性随着温度变化的原理设计。比如利用金属膨胀原理设计的传感器，将双金属片由两片不同膨胀系数的金属贴在一起而组成，随着温度变化，材料A比另外一种金属膨胀程度要高，引起金属片弯曲。弯曲的曲率可以转换成一个输出信号。又比如利用金属随着温度变化，其电阻值也发生变化的原理。阻值的变化会导致电流电压的变化，通过测量电流电压。便可知道温度的变化。
湿度感器工作原理
湿敏元件是最简单的湿度传感器。湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。湿敏电容一般是用高分子薄膜电容制成的，常用的高分子材料有聚苯乙烯、聚酰亚胺、酪酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量也发生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。温湿度模块使用SHT20，采用的是电容式湿敏元件。
硬件设计
温湿度传感器采用集成化的模块SHT20，主要通过IIC的通信方式进行数据的传输及处理，该芯片性能优异，长期工作也能保持数据稳定。数码管驱动采用TM1640驱动芯片。 TM1640是一种LED(发光二极管显示器)驱动控制专用电路,内部集成有MCU 数字接口、数据锁存器，能有效节省IO。
实验步骤
① 将OLED模块、温湿度模块分别安装CC2530底座上，CC Debugger连接电脑与协调器节点CC2530底座，如下图所示：
② 轻按CCDebugger复位按键，指示灯变绿，表示连接正常。如下图:
③ 访问github,进入github界面后点击Code，Clone HTTPS安全链接，如下图所示：
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：
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：CC2530_BasicRF通信实验\3.温湿度采集实验_basicrf\Display_Node\ide\cc2530_sw_examples.eww 并打开。
⑦ 点击Make按钮，重新编译文件，显示没有错误。
⑧ 点击Download and Debug按钮，将程序下载到模块中。
⑨ 点击X退出仿真模式。
⑩ CCDebugger连接电脑与终端节点底座，轻按CCDebugger复位按键，指示灯变绿，表示连接正常。点击工具栏： File -> Open -> Workspace，选择工程文件：CC2530_BasicRF通信实验\3.温湿度采集实验_basicrf\Tempareture_Node\ide\cc2530_sw_examples.eww 并打开。
⑪ 点击Make按钮，重新编译文件，显示没有错误。
⑫ 点击Download and Debug按钮，将程序下载到模块中。
⑬ 点击X退出仿真模式。
⑭ 移除CC Debugger仿真器，采用USB线供电（接任意底座），底座拼接。
⑮ OLED屏显示数据：
代码讲解
终端节点
① 程序目录结构，源代码文件如下图。其中无线通信为官方提供源代码库。能够掌握其关键API函数即可。
② main.c代码对温湿度模块初始化、无线RF层代码初始化、初始化完成后，调用SHT20_Node()函数，定时向协议器发送温湿度数据。
void main(void)
{
//Initalise board peripherals 初始化外围设备
halBoardInit();
IIC_Init();//初始化IIC
TM1640_Init();//初始化TM1640
// Initalise hal_rf 硬件抽象层的 rf 进行初始化
if(halRfInit()==FAILED)
{
HAL_ASSERT(FALSE);
}
SHT20_Node();//温湿度节点
}
SHT20_Node()函数中调用SHT2x_GetTempHumi()，获取温度度，调用basicRfSendPacket()函数将数据发送到协调器节点。
while (TRUE)
{
/*获取温湿度值.分别保存g_sht2x_param.TEMP_HM，g_sht2x_param.HUMI_HM*/
SHT2x_GetTempHumi();
send_LED_Display(0xC0,(uint16_t)g_sht2x_param.TEMP_HM,1);//显示温度
delay_ms(500);//延时1秒
send_LED_Display(0xC0,(uint16_t)g_sht2x_param.HUMI_HM,2);//显示湿度
delay_ms(500);//延时1秒
/*温湿度转化成字符串*/
sprintf((char *)pTxData,"Temp:%d,\tHumi:%d.\r\n",
(uint16_t)g_sht2x_param.TEMP_HM,(uint16_t)g_sht2x_param.HUMI_HM);
basicRfSendPacket(Coordinator_ADDR, pTxData,APP_PAYLOAD_LENGTH);//发送温湿度数据到协调器节点
memset(pTxData,0,APP_PAYLOAD_LENGTH);//清楚缓冲
}
终端节点
① 程序目录结构，源代码文件如下图。其中无线通信为官方提供源代码库。能够掌握其关键API函数即可。
② main.c代码对初始化OLED屏、无线RF层代码初始化、初始化完成后，OLED屏开机界面，调用Coordinator_Node ()函数，接收无线数码并显示数据。
void main(void)
{
//Initalise board peripherals 初始化外围设备
halBoardInit();
IIC_Init();//初始化IIC
TM1640_Init();//初始化TM1640
// Initalise hal_rf 硬件抽象层的 rf 进行初始化
if(halRfInit()==FAILED)
{
HAL_ASSERT(FALSE);
}
SHT20_Node();//温湿度节点
}
常见问题
-
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。
-
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，灯光节点的地址是否填写正确。
实验思考
- 修改终端节点的代码，实现当温湿数据变化时才向协调器发送传感器数据。(要修改的代码CC2530 BasicRF通信实验\3.温湿度采集实验_basicrf\Tempareture_Node)。