KC06121606-q03-Zigbee外接传感器实训的编程教案.

1、物联网应用技术专业教学资源库文档-i -文档来源院校开发文档编号Zigbee 外接传感器实训的编程教案-2 -知识点Zigbee 外接传感器实训的 编程授课形式讲授授课日期授课班级知识点 教学内容 目的要求Zigbee 外接传感器实训的编程 【教学内容】1.1 编程概述1.2 协调器的编程1.3 终端节点的编程1.4 小结【目的要求】1.1 使学生掌握外接传感器的协调器编程1.2 使学生掌握外接传感器的终端节点编程教学重点教学难点【教学重点】Zigbee 外接传感器的编程【教学难点】Zigbee 外接传感器的编程使用教具机房/综合实训台等课外作业课后测试题-3 -备注-4 -授课主要内容或板书

2、设计1.1 编程概述协调器建立 ZigBee 无线网络，终端节点自动加入该网络中，然后终端节点周期性 地采集外部传感器的数据并将其发送给协调器，协调器收到数据后，直接进行处理或通 过串口将其输出到用户 PC 机。为了节约终端节点的能量，目前系统较为常用的方法是 使节点定时睡眠，当需要采集传感器数据时，唤醒节点，数据采集完成后，节点再进入 睡眠状态，依此来降低系统功耗；此外可以考虑采用太阳能电池板给电池充电，依此来 维持系统的能量供应。ZigBee 外接传感器实训的编程，一般情况下，协调器代码需要单独编写，路由器和 终端节点可以使用同一个源文件，只要在编译时选择不同的编译选项即可，可以采取如 下

3、做法：要在 App 目录下建立两个文件夹：Coordinator 和 Router-End（文件名可以任取）， 其中，Coordinator 文件下包含了协调器有关的源文件和Router-End 文件夹下包含了路由器和终端节点所需的源文件，需要注意在编译协调器代码时，将路由器和终端节点 的代码排除编译，同理，在编译路由器和终端节点代码时，也需要将协调器代码排除编 译。1.2 协调器的编程：通常情况下，协调器需要跟用户 PC 机进行交互，因此可以使用串口来实现（如果 仅仅是显示数据则可以使用板子上的液晶来显示），因此协调器代码需要包含串口初始-5 -化以及串口接收数据处理部分，在任务初始化函数中

4、，使用如下代码即可实现串口初始 化。1halUARTCfg_t uartC on fig;2uartC on fig. con figured3. uartCo nfig. baudRate4uartCo nfig. flowCo ntrol5uartC on fig. callBackF unc6HalUARTOpe n (0, &uartCo nfig);第 1 行，定义一个串口配置结构体 halUARTCfg_t，在 ZigBee 协议栈中，对串口的初始化可以通过该配置结构体来实现第 25 行进行串口相关参数的初始化，注意第 5 行中 rxCB 是串口的回调函数(用户需要自己定义

5、该函数)，串口接收到数据后就会调用该函数，因此，这就给用户一个提示，如果想对接收到的数据进行处理，则只需要将数据处理部分的代码添加在 rxCB 中即可。第 6 行，调用 HalUARTOpen()函数打开串口即可。可以通过如下方式定义串口回调函数 rxCBstatic void rxCB (ui nt8 port, uin t8 eve nt)uint8 buf 8 ;/ /数据缓冲区大小可以根据实际情况定义HalUARTRead (0, buf,8);/ /在此添加数据处理部分代码即可首先定义一个数据接收缓冲区，缓冲区大小可以根据用户需求定义，然后调用HalUARTRead ()函数读取串口

6、数据即可。此外，协调器还需要接收路由器或者终端节点发送来的数据，当协调器收到数据后,经过一系列的处理(ZigBee 协议栈中其他层来做相应的处理)，最终在应用层只需要接 收AF_INCOMING_MSG_CMD 消息即可，在任务事件处理函数部分可以使用如下代码 来实现。UINT16 GenericApp_ProcessEvent( byte task_id, UINT16 events )=TRUE;=HAL_UART_BR_115200;=FALSE;=rxCB;-6 -afIncomingMSGPacket t *MSGpkt;if (events & SYS_EVENT_MSG)

7、MSGpkt =(aflncomingMSGPacket_t * )osal_msg_receive( GenericApp_TaskID);while (MSGpkt)switch (MSGpkt-hdr.event )case AF_INCOMING_MSG_CMD:GenericApp_MessageMSGCB( MSGpkt );break;default：break;osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt );MSGpkt =(afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive(GenericApp_TaskID)；re

8、turn (eventsASYS_EVENT_MSG);return 0：接收到 AF_INCOMING_MSG_CMD 消息，则说明收到了新的数据，贝 U 调用Gen ericApp_MessageMSGCB()函数，进行相应的数据处理。Gen ericApp_Message-MSGCB()函数实现方法如下：void GenericApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt )-7 -switch (pkt-clusterld)case GENERICAPP_CLUSTERID: 在此调用 osal_memcpy()函数得到接收的数据即可。 br

9、eak;在上述函数中，可以使用 osal_memcpy()函数，拷贝接收到的数据即可。1.3 终端节点的编程：通常情况下，路由器和终端节点不需要与用户PC 机进行交互，上电后只需要执行数据采集工作即可，需要注意的是路由器需要进行数据的路由转发，所以路由器不可以 休眠，但是终端节点可以休眠。当需要执行数据采集任务时，可以设置一个事件，在事 件处理函数中实现传感器数据的采集以及数据的发送等工作。定义一个事件的方法如下：#defi ne SEND_DATA_EVENT 0 x01然后就可以在任务事件处理函数中对该事件作出响应，可以使用如下代码实现：if (events & SEND_DA T

10、A_EVENT)在此添加相应的传感器数据采集、发送工作即可return (eve ntsASEND_DA TA_EVENT);数据发送时，只需要调用数据发送函数即可，可以使用如下代码来实现(下面例子是向协调器发送单播数据为例)：afAddrType_t my_DstAddr;my_DstAddr . addrMode = (afAddrMode_t) Addr l6Bit;/发送模式my_DstAddr.e ndPoi nt = GENERICAPP_ENDPOINT; / 目的端口号 my_DstAddr . addr.shortAddr = 0 x0000;/目的节点的网络地址AF_Dat

11、aRequest( &my_DstAddr, &Gen ericApp_epDesc,-8 -GENERICAPP_CLUSTERID，簇号11,发送数据长度(uint8 *)buf，/发送数据缓冲区&GenericApp_TransID ,AF_DISCV_ROUTEAF_DEFAULT_RADIUS );到此为止，讨论了路由器和协调器代码的设计流程，可以利用TI 公司的 ZigBee 协议栈完全可以实现更为复杂的功能，上述讨论仅仅是基于外接传感器通用数据传输来进 行的讲解，可以结合 ZigBee 协议栈安装文件夹下的例子进行学习，TI 官方提供例子所 在的目录为：C:Texas In strume ntsZStack-CC2530-2.3. 1-1.4.0Projectszstack，在该路径下可以看到很多典型工程，TI 官方提供的典型工程。1.4 小结：外接的传感器有温度、湿度、光敏