CC2530_NODERED平台控制风扇实验

实验内容

NODERED平台创建按键应用。
在NODERED平台控制风扇模块。

实验目的

NODERED平台应用创建。

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	风扇模块	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

IAR 驱动安装步骤
CC Debugger 驱动安装步骤
NODE RED平台安装应用手册
Git软件下载(可选)

CC2530底座

实验硬件

风扇模块

WiFi模块

CC Debugger 仿真器和连接线

实验硬件

USB线

实验原理

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

实验步骤

① 将WIFI模块、风扇模块分别安装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。

④ 打开已经安装NODERED的电脑：

D:\> ipconfig /all   //查看本机IP

本机IP

D:\> NODE-RED  //启动本机nodered服务

启动NODE RED服务

NODERED服务 ⑤ 打开浏览器，输入地址127.0.0.1:1880 打开本机node red 主页：

NODERED主页

导入本次试验的NODE RED流程

NODERED导入1 NODERED导入2 NODERED导入3

部署本次试验NODE RED流程

NODERED部署

打开本次试验的UI界面(输入地址127.0.0.1:1880/ui)

NODERED图像界面

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 NODERED实验\8.NODERED平台控制风扇实验\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 打开WiFiGate.h，修改WIFI热点的名字与密码，以及根据自己的NODE RED服务器的IP地址和端口，修改connect_IP，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 观察WIFI模块状态灯—长亮表示已经连接到路由器：

WIFI模块指示灯

⑲ NODERED平台显示实验数据。(脚本位于：`基于CC2530 NODERED实验\8.NODERED平台控制风扇实验\风扇控制.json)。具体操作参考node red平台应用手册。

NODERED平台控制

代码讲解

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

② 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
        Fan_Init();//初始化风扇模块控制IO
        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。

    // Received when a messages is received (OTA) for this endpoint
    case AF_INCOMING_MSG_CMD:
    SampleApp_MessageMSGCB( MSGpkt );
    break;

SampleApp_MessageMSGCB()，中依据指令参数，控制风扇。FanOff()关闭风扇，FanOn打开风扇。

    case FAN_CONTROL_CLUSTERID://风扇控制指令
	printf("get cmd:%d\r\n",pkt->cmd.Data[0]);//串口打印
	if(pkt->cmd.Data[0] == 0){//关闭指令
		FanOff();//风扇关闭
	}
	else{//打开指令
		FanOn();//风扇打开							
	}

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

② 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 );
        osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID, READ_KEY_MSG_EVT,3000); 
    }

WiFiGate.c中WiFiGate_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.c中WiFiGate_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_FANCtrl()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$开头的命令
				/*命令是否是$FAN*/
				c_ptr = (uint8_t*)strstr((char*)&HandlerBuffer[0],"$FAN");
				if(c_ptr){//有命令
					FAN_Cmd = *(c_ptr+5)-0x30;//是打开还是关闭。
					printf("cmd=%d\r\n",FAN_Cmd);//串口调试
					Send_FANCtrl(FAN_Cmd);//向终端节点发送命令
				}	
				emset((void*)HandlerBuffer,0,WIFI_RECV_DATA_BUFFER_LEN);
				}
			}
			return (events ^ WIFI_PROCESS_PRODIC);
		}

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。
OneNET平台设备没有上线。

WIFI名字、WIFI密码、NODERED服务器IP和端口等信息是否正确。

实验思考

在NODERED平台增加一个按键控制风扇转速。