基于ZigBee的数据采集与无线传输实验

1、2016-2017学年第二学期课程实验报告课程名称：无线传感网络实验名称： 基于ZigBee的数据采集与无线传输实验姓名班级学号同组同学实验课表现出勤、表现得分25%25实验报告得分50%实验总分操作结果得分25%25实验目的了解ZigBee的工作原理和技术特点，利用CC2530芯片开发一个简单的ZigBee组网通信实验。实验内容以小组为单位，利用CC2530芯片部署无线传感网络实验，分别设计采集节点、汇聚节点的程序，采集节点采集温度信息，并通过无线信道传输给汇聚节点。汇聚节点再将温度数据通过串口传输给上位机（PC机）。要求自己设计通信协议，实现上位机对监控区域的定时和实时温度数据采集。实验过

2、程中遇到的问题以及如何解决的？（可以写多条，是否认真填写将影响实验成绩）在实验过程中我遇到了1、 能接收后遇到很多的噪声干扰并且不能接收自己发送的信息2、 接收到自己的信息后仍然有很多的噪声干扰出现了很多的乱码3、 接收自己的信息也被转换成乱码4、 遇到了选择性接收上的技术问题5、 温度的acsii码转换错误通过.的方式，我解决了这个问题。1、 修改了接收代码并确认发送代码没毛病2、 尝试修改信道3、 检查到接收子程序有问题并修改了4、 老师建议我们使用选择性接收5、 通过组员合作研究讨论并上网查找解决没有问题的情况下，是否有创新思路（或多做哪些工作）。好像并没有实验代码如下：发送代码：/*

3、文 件 名: main.c* 作 者: Andy* 修 订: 2013-01-08* 版 本: 1.0* 描 述: 设置串口调试助手波特率：115200bps 8N1* 串口调试助手给CC2530发字符串时，开发板会返回接收到的字符串*/#include <ioCC2530.h>#include <string.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h> /#define DISABLE_ALL_INTERRUPTS() (IEN0 = IEN1 = IEN2 = 0x00)/三个char rf_rx_buf1

4、28;void rf_send( char *pbuf , int len);void rf_receive_isr();typedef unsigned char uchar;typedef unsigned int uint;#define UART0_RX 1#define UART0_TX 2#define SIZE 51char RxBuf;char UartState;uchar count;char RxDataSIZE; /存储发送字符串void InitClock(void) CLKCONCMD &= 0x40; /设置系统时钟源为 32MHZ晶振 while(CLK

5、CONSTA & 0x40); /等待晶振稳定 CLKCONCMD &= 0x47; /设置系统主时钟频率为 32MHZ/* 名 称: InitSensor()* 功 能: 温度传感器初始化函数* 入口参数: 无* 出口参数: 无*/void InitSensor(void) /DISABLE_ALL_INTERRUPTS(); /关闭所有中断 InitClock(); /设置系统主时钟为 32M TR0=0x01; /设置为1来连接温度传感器到SOC_ADC ATEST=0x01; /使能温度传感 /* 名 称: GetTemperature()* 功 能: 获取温度传感器

6、AD 值* 入口参数: 无* 出口参数: 通过计算返回实际的温度值*/float GetTemperature(void) uint value; ADCCON3 = (0x3E); /选择1.25V为参考电压；14位分辨率；对片内温度传感器采样 ADCCON1 |= 0x30; /选择ADC的启动模式为手动 ADCCON1 |= 0x40; /启动AD转化 while(!(ADCCON1 & 0x80); /等待 AD 转换完成 value = ADCL >> 4; /ADCL 寄存器低 2 位无效 value |= (uint)ADCH) << 4); re

7、turn (value-1367.5)/4.5-5; /根据 AD 值，计算出实际的温度,芯片手册有错，温度系数应该是4.5 / /进行温度校正，这里减去5（不同芯片根据具体情况校正）/* 名 称: DelayMS()* 功 能: 以毫秒为单位延时* 入口参数: msec 延时参数，值越大，延时越久* 出口参数: 无*/void DelayMS(uint msec) uint i,j; for (i=0; i<msec; i+) for (j=0; j<1070; j+);/* 名 称: InitUart()* 功 能: 串口初始化函数* 入口参数: 无* 出口参数: 无*/voi

8、d InitUart(void) PERCFG = 0x00; /外设控制寄存器 USART 0的IO位置:0为P0口位置1 P0SEL = 0x0c; /P0_2,P0_3用作串口（外设功能） P2DIR &= 0xC0; /P0优先作为UART0 U0CSR |= 0x80; /设置为UART方式 U0GCR |= 11; U0BAUD |= 216; /波特率设为115200 UTX0IF = 0; /UART0 TX中断标志初始置位0 U0CSR |= 0x40; /允许接收 IEN0 |= 0x84; /开总中断允许接收中断 /* 名 称: UartSendString()*

9、 功 能: 串口发送函数* 入口参数: Data:发送缓冲区 len:发送长度* 出口参数: 无*/void UartSendString(char *Data, int len) uint i; for(i=0; i<len; i+) U0DBUF = *Data+; while(UTX0IF = 0); UTX0IF = 0; /以下是RF初始化和发送与接收void rf_init() TXPOWER = 0xD5; / 发射功率为1dBm /FRMCTRL0 |= (0x20 | 0x40); /* AUTO_ACK | AUTO_CRC */ CCACTRL0 = 0xF8; /

10、 推荐值 smartRF软件生成 FRMFILT0 = 0x0c; / 静止接收过滤，即接收所有数据包 FSCAL1 = 0x00; / 推荐值 smartRF软件生成 TXFILTCFG = 0x09; AGCCTRL1 = 0x15; /AGCCTRL2 = 0xFE; /TXFILTCFG = 0x09; / 推荐值 smartRF软件生成 FREQCTRL = 0x09; / 选择通道11 RFIRQM0 |= (1<<6); / 使能RF数据包接收中断 IEN2 |= (1<<0); / 使能RF中断 RFST = 0xED; / 清除RF接收缓冲区 ISFL

11、USHRX RFST = 0xE3; / RF接收使能 ISRXON void rf_send( char *pbuf , int len) RFST = 0xE3; / RF接收使能 ISRXON while( FSMSTAT1 & ( 1<<1 ) | ( 1<<5 );/ 等待发送状态不活跃 并且 没有接收到SFD RFIRQM0 &= (1<<6); / 禁止接收数据包中断 IEN2 &= (1<<0); / 清除RF全局中断 RFST = 0xEE; / 清除发送缓冲区 ISFLUSHTX RFIRQF1 = (

12、1<<1); / 清除发送完成标志 / 填充缓冲区 填充过程需要增加2字节，CRC校验自动填充 RFD = len + 2; for (int i = 0; i < len; i+) RFD = *pbuf+; RFST = 0xE9; / 发送数据包 ISTXON while (!(RFIRQF1 &(1<<1) ); / 等待发送完成 P0_0 = P0_0; RFIRQF1 = (1<<1); / 清除发送完成标志位 RFIRQM0 |= (1<<6); / RX接收中断 IEN2 |= (1<<0);/* 程序入

13、口函数*/void main(void) /char i; / float AvgTemp; /char strTemp6; CLKCONCMD &= 0x40; /设置系统时钟源为32MHZ晶振 while(CLKCONSTA & 0x40); /等待晶振稳定为32M CLKCONCMD &= 0x47; /设置系统主时钟频率为32MHZ InitUart(); /调用串口初始化函数 UartState = UART0_RX; /串口0默认处于接收模式 memset(RxData, 0, SIZE); InitSensor(); rf_init(); float x

14、= GetTemperature(); char a10; sprintf(a, "%g", x); char b15="A C1:" strcat(b,a); while(1) rf_send(b,20); DelayMS(20); /* if(UartState = UART0_TX) /发送状态 U0CSR &= 0x40; /禁止接收 AvgTemp = 0; for (i=0; i<64; i+) AvgTemp += GetTemperature(); AvgTemp = AvgTemp/2; /每次累加后除 2 memset(

15、strTemp, 0, 6); sprintf(strTemp,"%.02fn", AvgTemp);/将浮点数转成字符串 UartSendString(strTemp, 6); rf_send(strTemp , 5); DelayMS(1000); /延时 / UartSendString(RxData, count); /发送已记录的字符串。 U0CSR |= 0x40; /允许接收 UartState = UART0_RX; /恢复到接收状态 count = 0; /计数清0 memset(RxData, 0, SIZE); /清空接收缓冲区 */ 接收代码：/*

16、* 文件名称：UART(Receive INT)_Ex.c * 功 能：CC253x系列片上系统基础实验- UART(接收数据 中断方式) * 描 述：本实验使用CC253x系列片上系统的片内USART控制器，工作在UART模式下，通 * 过UART0接收数据，采用中断方式。 * 实验硬件： * 用USB电缆连接SK-SmartRF05EB上的USB接口与用户PC的USB接口。 * * 作 者：POWER * 日 期：2010-04-18 */* 包含头文件 */*/#include "ioCC2530.h" / CC2530的头文件，包含对CC2530的寄存器、中断向量等

17、的定义#include "LCD.h" / lcd驱动头文件#include "stdio.h" / C语言标准输入/输出库头文件/*/* 定义枚举类型 */*/enum SYSCLK_SRCXOSC_32MHz,RC_16MHz; / 定义系统时钟源(主时钟源)枚举类型/*/* * 函数名称：SystemClockSourceSelect * 功 能：选择系统时钟源(主时钟源) * 入口参数：source * XOSC_32MHz 32MHz晶体振荡器 * RC_16MHz 16MHz RC振荡器 * 出口参数：无 * 返 回 值：无 */void S

18、ystemClockSourceSelect(enum SYSCLK_SRC source) unsigned char osc32k_bm = CLKCONCMD & 0x80; unsigned char _clkconcmd,_clkconsta; /* 系统时钟源(主时钟源)选择16MHz RC振荡器，定时器tick设置为16MHz，时钟速度设置为16MHz CLKCONCMD.OSC32Kb7不改变 32KHz时钟源选择保持先前设置 CLKCONCMD.OSCb6 = 1 系统时钟源(主时钟源)选择16MHz RC振荡器 CLKCONCMD.TICKSPDb5.b3 = 00

19、1 定时器tick设置为16MHz CLKCONCMD.CLKSPDb2.b0 = 001 时钟速度设置为16MHz */ if(source = RC_16MHz) /* CLKCONCMD.OSC32Kb7 */ CLKCONCMD = (osc32k_bm) | /* CLKCONCMD.OSCb6 = 1 */ (0x01 << 6) | /* CLKCONCMD.TICKSPDb5.b3 = 001 */ (0x01 << 3) | /* CLKCONCMD.CLKSPDb2.b0 = 001 */ (0x01 << 0); /* 系统时钟源(主时

20、钟源)选择32MHz晶体振荡器，定时器tick设置为32MHz，时钟速度设置为32MHz CLKCONCMD.OSC32Kb7不改变 32KHz时钟源选择保持先前设置 CLKCONCMD.OSCb6 = 0 系统时钟源(主时钟源)选择32MHz晶体振荡器 CLKCONCMD.TICKSPDb5.b3 = 000 定时器tick设置为32MHz CLKCONCMD.CLKSPDb2.b0 = 000 时钟速度设置为32MHz */ else if(source = XOSC_32MHz) CLKCONCMD = (osc32k_bm /*| (0x00<<6) | (0x00<

21、<3) | (0x00 << 0)*/); /* 等待所选择的系统时钟源(主时钟源)稳定 */ _clkconcmd = CLKCONCMD; / 读取时钟控制寄存器CLKCONCMD do _clkconsta = CLKCONSTA; / 读取时钟状态寄存器CLKCONSTA while(_clkconsta != _clkconcmd); / 直到CLKCONSTA寄存器的值与CLKCONCMD寄存 / 器的值一致，说明所选择的系统时钟源(主 / 时钟源)已经稳定 /* * 函数名称：InitUART0 * 功 能：UART0初始化 * P0.2 RX * P0.3 T

22、X * 波特率：57600 * 数据位：8 * 停止位：1 * 奇偶校验：无 * 入口参数：无 * 出口参数：无 * 返 回 值：无 */void InitUART0(void) /* 片内外设引脚位置采用上电复位默认值，即PERCFG寄存器采用默认值 */ /* P0.2 RX P0.3 TX P0.4 CT P0.5 RT */ /* UART0相关引脚初始化 */ P0SEL |= (0x01 << 2) | (0x01 << 3); / P0.2和P0.3作为片内外设I/O /* P0口外设优先级采用上电复位默认值，即P2DIR寄存器采用默认值 */ /* 第一

23、优先级：USART0 第二优先级：USART1 第三优先级：Timer1 */ /* UART0波特率设置 */ /* 波特率：57600 当使用32MHz 晶体振荡器作为系统时钟时，要获得57600波特率需要如下设置： UxBAUD.BAUD_M = 216 UxGCR.BAUD_E = 10 该设置误差为0.03% */ U0BAUD = 216; U0GCR = 10; /* USART模式选择 */ U0CSR |= 0x80; / UART模式 /* UART0配置 */ U0UCR |= 0x80; / 进行USART清除 /* 以下配置参数采用上电复位默认值： 硬件流控：无 奇偶

24、校验位(第9位)：奇校验 第9位数据使能：否 奇偶校验使能：否 停止位：1个 停止位电平：高电平 起始位电平：低电平 */ /* 用於发送的位顺序采用上电复位默认值，即U0GCR寄存器采用上电复位默认值 */ /* LSB先发送 */ URX0IF = 0; / 清零UART0 RX中断标志 U0CSR |= (0x01 << 6); / 使能接收器 URX0IE = 1; / 使能UART0 RX中断char rf_rx_buf16;char pbuf16;/* * 函数名称：UART0SendByte * 功 能：UART0发送一个字节 * 入口参数：c * 出口参数：无 *

25、返 回 值：无 */void UART0SendByte(unsigned char c) U0DBUF = c; / 将要发送的1字节数据写入U0DBUF while (!UTX0IF); / 等待TX中断标志，即U0DBUF就绪 UTX0IF = 0; / 清零TX中断标志 /* * 函数名称：UART0SendString * 功 能：UART0发送一个字符串 * 入口参数：无 * 出口参数：无 * 返 回 值：无 */void UART0SendString( char *str) while(1) if(*str = '0') break; / 遇到结束符，退出 UA

26、RT0SendByte(*str+); / 发送一字节 void rf_init() TXPOWER = 0xD5; / 发射功率为1dBm /FRMCTRL0 |= (0x20 | 0x40); /* AUTO_ACK | AUTO_CRC */ CCACTRL0 = 0xF8; / 推荐值 smartRF软件生成 FRMFILT0 = 0x0c; / 静止接收过滤，即接收所有数据包 FSCAL1 = 0x00; / 推荐值 smartRF软件生成 TXFILTCFG = 0x09; AGCCTRL1 = 0x15; /AGCCTRL2 = 0xFE; /TXFILTCFG = 0x09;

27、/ 推荐值 smartRF软件生成 FREQCTRL = 0x09; / 选择通道11 RFIRQM0 |= (1<<6); / 使能RF数据包接收中断 IEN2 |= (1<<0); / 使能RF中断 RFST = 0xED; / 清除RF接收缓冲区 ISFLUSHRX RFST = 0xE3; / RF接收使能 ISRXONvoid rf_receive_isr() int rf_rx_len = 0; char r1 = 0; char crc_ok = 0; char *rf_rx_buf; rf_rx_len = RFD - 2; / 长度去除两字节附加结果

28、rf_rx_len &= 0x7F; for (int i = 0; i < rf_rx_len; i+) rf_rx_bufi = RFD; / 连续读取接收缓冲区内容 r0 = RFD - 73; / 读取RSSI结果 crc_ok = RFD; / 读取CRC校验结果 BIT7 RFST = 0xED; / 清除接收缓冲区 if( crc_ok & 0x80 ) for(int i=0;i<=strlen(rf_rx_buf);i+) if(rf_rx_bufi=':') strcat(rf_rx_buf,"n"); UAR

29、T0SendString(rf_rx_buf); / / 串口发送 / UartSendString(r,1); / else / / UartSendString("CRC Error",9); / /unsigned long rcv_count = 0; / 累计接收到的字节计数/unsigned long rcv_charA_count = 0; / 累计接收到的字符'A'计数/* * 函数名称：URX0_ISR * 功 能：UART0 RX中断服务函数 * 入口参数：无 * 出口参数：无 * 返 回 值：无 */#pragma vector=RF_

30、VECTOR_interrupt void rf_isr(void) unsigned char e; P2_0 = P2_0; / LED1翻转 提示作用 e = EA; EA = 0; / 接收到一个完整的数据包 if (RFIRQF0 & ( 1<<6 ) rf_receive_isr(); / 调用接收中断处理函数 S1CON &=0x03; / 清除RF中断标志 RFIRQF0 &= (1<<6); / 清除RF接收完成数据包中断 EA = e;/* * 函数名称：main * 功 能：main函数入口 * 入口参数：无 * 出口参数：

31、无 * 返 回 值：无 */void main(void) char s16; char rcv_count16; char rcv_charA_count16; SystemClockSourceSelect(XOSC_32MHz); / 选择32MHz晶体振荡器作为系统时钟源(主时钟源) HalLcdInit(); / LCD初始化 HalLcd_HW_Clear(); / 清屏 /* 在LCD上显示相关信息 */ HalLcdWriteString("CC253x UART0 Recv", HAL_LCD_LINE_1); HalLcdWriteString(&quo

32、t;57600-8-1-N-N", HAL_LCD_LINE_3); HalLcd_HW_WaitUs(50000); InitUART0(); / UART0初始化 rf_init(); rf_receive_isr(); EA = 1; / 使能全局中断 /* 在LCD上显示从UART0累计接收到的字节数量以及字符'A'的数量 */ while(1) sprintf(s,"0x%08X",rcv_count); HalLcdWriteString(char *)s, HAL_LCD_LINE_4); / 累计接收（字节） sprintf(s,"0x%08X"