物联网试验指导书

1、物联网实验指导书四川理工学院通信教研室2014年11月 TOC o 1-5 h z 前言 1 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 实验一走马灯IAR工程建立实验 5 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 实验二 串口通信实验 14 HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 实验三点对点通信实验 18 HYPERLINK l bookmark57 o Current Document 实验四 Mesh自动组网实验 21 HYPERLINK l bookmark6

2、3 o Current Document 附录 25 HYPERLINK l bookmark65 o Current Document 实验一代码 25 HYPERLINK l bookmark67 o Current Document 实验二代码 26 HYPERLINK l bookmark71 o Current Document 实验三代码 28实验四代码 29四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室、夕 4,刖百1、ZigBee基础创新套件概述无线传感器网络技术被评为是未来四大高科技产业之一，可以预见无线传感器网络将会是继互联网之后一个巨大的新兴产业，同时由于无线传感网络的广泛应

3、用，必然会 对传统行业起到巨大的拉动作用。无线传感器网络技术，主要是针对短距离、低功耗、低速的数据传输。数据节点之 间的数据传输强调网络特性。 数据节点之间通过特有无线传输芯片进行连接和转发形成 大范围的覆盖容纳大量的节点。传感器节点之间的网络能够自由和智能的组成，网络具 有自组织的特征，即网络的节点可以智能的形成网络连接，连接根据不同的需要采用不 同的拓扑结构。网络具有自维护特征，即当某些节点发生问题的时候，不影响网络的其 它传感器节点的数据传输。正是因为有了如此高级灵活的网络特征，传感器网络设备的 安装和维护非常简便，可以在不增加单个节点成本同时进行大规模的布设。无线传感器网络技术在节能、

4、环境监测、工业控制等领域拥有非常巨大的潜力。目 前无线传感器网络技术尚属一个新兴技术，正在高速发展，学习和掌握新技术发展方向 和技术理念是现代化高等教育的核心理念。“ ZigBe强础创新套件”产品正是针对这一新技术的发展需要，使这种新技术能够得 到快速的推广，让高校师生能够学习和了解这项潜力巨大的新技术。“ZigBeeS础创新套件”是由多个传感器节点组成的无线传感器网络。该套件综合了传感器技术、嵌入式 计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等多种技术领域，用户可以 根据所需的应用在该套件上进行自由开发。2、ZigBee基础创新套件的组成 TOC o 1-5 h z CITE创新型

5、无线节点(CITE-N01 )4个 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 物联网创新型超声波传感器(CITE-S063 )1个物联网创新型红外传感器(CITE-S073)1个 HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 物联网便携型加速度传感器(CITE-S082 )1个 HYPERLINK l bookmark11 o Current Document 物联网便携型温湿度传感器(CITE-S121 )1个电源6个天线8根CC Debugger1 套(调试器，带 MINI USB 接口的 USB 线，10PIN

6、排线)物联网实验软件一套第1页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室CITE创新型无线节点（CITE-N01 ）支持 IEEE 802.15.4 标准以及 ZigBee、ZigBee PRO 和 ZigBee RF4CE 标准2.4G ISM工作频率传输速度250Kbps, 最大输出功率 10dBm,接收灵敏度-97dBmMCU :增强型 8051MCU, 256KFlash低功耗：主动模式 RX, 24mA主动模式TX在1dBm, 29mA供电模式1 （ 4us唤醒），0.2mA供电模式2 （睡眠定时器运行），1uA供电模式3 （外部中断

7、），0.4uA宽电源电压范围（2V-3.6V）液晶屏显示：便于观察实验现象自带3种传感器：光照传感器，3轴加速度传感器，温度传感器3个彩灯，5个按键：便于实现多种输入输出组合锂电池和 DC5V两种供电方式可选，锂电池充电时间一般需要45个小时，可以使用200个小时，在使用锂电池的情况下，如果长时间不使用，请关闭电源开2.2物联网创新型超声波传感器第2页共33页2.2物联网创新型超声波传感器第2页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室物联网创新型超声波传感器(CITE-S063)由CC2530无线模块和超声波传感器底 板组成。传感器底板上采用的是两个超声波探头，MCU部分采用Sili

8、con Laboratories公司的 C8051F206。超声波传感器底板输出02000mm测量距离，并将测量距离发送给CC2530无线模块。传感器底板上有一个彩色灯，通过编程可以显示各种不同颜色，随着测量距离 的不同变换不同的颜色。传感器底板与CC2530无线模块间通过串口通信，电平转换为 RS232。物联网创新型红外传感器(CITE-S073 )ylMMmnHylMMmnH物联网创新型红外传感器(CITE-S073)由CC2530无线模块和红外传感器底板 组成。传感器底板上件采用的是红外传感器，MCU部分采用Silicon Laboratories公司的 C8051F206。红外传感器底

9、板输出0或1开关量，并将开关量发送给CC2530无线模块。传感器底板上有一个彩色灯，通过编程可以显示各种不同颜色，红色表示红外传感器没有检测到物体，绿色表示红外传感器检测到物体。传感器底板与CC2530无线模块间通过串口通信，电平转换为 RS232。物联网便携型加速度传感器(CITE-S082 ) cQ)号*P-z-gBee A-Hance口口 口。口 叱目皿 cQ)号*P-z-gBee A-Hance口口 口。口 叱目皿CITESQ82/S121物联网便携型加速度传感器(CITE-S082)是由CC2530无线模块和 KIONIX公司的3轴加速度传感器 KXTF9-1062组成。CC2530

10、可以通过I2C总线读取加速度第3页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室传感器中3轴加速度的值。使用时用 2节1.5V干电池供电物联网便携型温湿度传感器(CITE-S121 )物联网便携型温湿度传感器 (CITE-S121 )是由CC2530无线模块和SENSIRION 公司的温湿度传感器 STH11组成。CC2530可以读取传感器采集的温湿度值。 使用时 用2节1.5V干电池供电。3、系统连接注意事项：在无线通信过程中，相同信道之间会产生信号干扰，由于所有实验箱在出厂时默认的都是同一信道的演示实验程序。所以在做实验时，为了防止实验箱之间信号的互相干扰，保证实验效果，请同一个实验箱

11、用同一个频率同一个信道，不同实验箱 用用不同的频率与不同的信道。打开产品实验箱后，里面包含了搭建系统所需要的所有器件和配件。连接步骤为：.将所有模块上的天线连接好；.将CITE创新型无线节点(CITE-N01 )、CITE-S073物联网创新型红外传感 器和CITE-S063物联网创新型超声波传感器的电源接口与电源进行连接；.将CITE-S082物联网便携型加速度传感器和CITE-S121物联网便携型温湿度传感器分别装入两节1.5V的干电池；.在计算机上安装 CITE-N01模块的串口驱动；.将贴有红色圆标签的 CITE创新型无线节点( CITE-N01 ) 的MINI USB 端 口与计算机

12、的 USB串口用提供的 A-MINI USB 线进行连接，打开电源开关； 依次打开剩下模块的电源开关；.运行计算机上的 CITE-LAB软件。第4页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室实验一走马灯IAR工程建立实验1、实验目的了解IAR集成开发环境。学习安装 SmartRF Flash Programmer软件下载程序。2、实验设备硬件：PC机(一台)ZigBee基础创新套件(一套)软件： IAR Embedded Workbench 开发工具、 SmartRF Flash Programmer 软件、 CITE-LAB 软件3、实验预习要求仔细阅读IAR相关文档，熟悉本节实验步

13、骤。IAR Embedded Workbench (以下简称为IAR ) 嵌入式系统应用程序的开发工具， 支持汇编、C和C+语言。它提供完整的集成开发环境，包括工程管理器、编辑器、 编译链接工具和 C-SPY调试器。IAR Systems以其高度优化的编译器而闻名。每个 C/C+编译器不仅包含一般全局性的优化，也包含针对特定芯片的低级优化，以充分利 用所选芯片的所有特性，确保较小的代码尺寸。能够支持由不同的芯片制造商生产，且 种类繁多的8位、16位或32位芯片。4.实验内容(1)安装 IAR。(2)启动 IAR。(3)新建一个IAR工作区。(4)打开一个IAR工作区。(5)安装调试器驱动。(6

14、)连接计算机、CC Debugger与物联网创新型红外传感器(CITE-S073)。(7)设置项目参数。(8)编译、下载程序。(9)安装SmartRF Flash Programmer软件，这个软件主要用于无线网络实验、传感 器实验中的实验3以及综合实验的程序下载。(10)使用 SmartRF Flash Programmer 软件下载程序。5、实验连接逻辑图第5页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室LAR工程这立实髓6.实验步骤安装IAR安装IAR。点击光盘中的图标 国出现如图所示的对话框W甘匕om，to IAR SystemsiAR5也嘴岫d我岫Mnch他国*kHF4 hrH

15、F H/gkM W-JIMiih.i h MW 耳 *1,甘 TM-f BWlMiEI- IM. q收1. j)nd HYPERLINK http:/www.iar.CDm www.iar.CDm HYPERLINK http:/www.iar.CDm www.iar.CDmIARSYSILMS选择第二项Install IAR Embedded Workbench 并点击,选择第二项Install IAR Embedded Workbench 并点击,出现解压界面如图所示:Inst alLShi eld VizardIAR Embedded Workbench Setup is piparin

16、g Hit InstallShield? Wizard which Mil guide you through the icsl ol the $tup pieces. Please 树wit.CancelCancel等待出现安装界面如图所示。IAH Embedded Wmkbcm时i lor MCS-51 V7.51ADiHtrtnt ArclirtKEurcs. One- Salutidn.IAH Embedded Wmkbcm时i lor MCS-51 V7.51ADiHtrtnt ArclirtKEurcs. One- Salutidn.IARSYSTEMS点击“ Next”，出现对话

17、框如图所示第6页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室点击“Accept”，出现图对话框如图所示输入姓名和公司名称（任意输入），双击ISI皿总画，生成 输入姓名和公司名称（任意输入），双击ISI皿总画，生成 License number 与 Licese key,并填写到软件相应的位置并完成激活IAR Embedded Worktwnch lor MCS-51 V7.51 ADrlferent Arthicecturet OrK Saluckxi.eiARSVSILMSDrlferent Arthicecturet OrK Saluckxi.eiARSVSILMS第7页共33页四川

18、理工学院自动化与电子信息学院通信教研室点击Browse选择Licence Key,点击Next”,出现对话框如图所示点击点击Next”，出现对话框如图所示点击Next”，出现对话框如图所示选择ArthicKiiirri. One WonLAR Embedded Workbench tor MCS 51 V7.5IA选择ArthicKiiirri. One WonLAR Embedded Workbench tor MCS 51 V7.5IAFull”，点击“ Next”，出现对话框如图所示IARSYSII MS点击Next”，出现对话框如图所示第8页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信

19、教研室点击“ Next”，出现开始安装话框如图所示等待安装结束后会弹出对话框如图所示。点击“Finish”，安装完成1AH Fzmhrtlderl Wurkbrnrzhi kn MGS-51 V7 51.ASYSTEMSlAA StiIbx Li cenit AclzntLanUkR Ejr&t0M License Han*erSYSTEMSlAA StiIbx Li cenit AclzntLanUkR Ejr&t0M License Han*erm BtbtUtd Ti&rkbtach ftr MCSTt EvtlutliDiHwenc Arthitactures. One Solutio

20、n.启动IAR。安装结束后，在开始菜单中选择IAR Embedded WorkBench”，即可打开IAR开发 环境。IAR安装目录如图所示。IA Slb4d*d YarkbUddd Tdrkbtfich f-T NCS-5L 1H 20M当打开IAR开发环境时，如果已经建好了工作区， 会出现如图所示的窗口，可以选择窗口里需要打开的工作区。如果要新建或打开一个工作区则点击“Cancel”。第9页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室打开一个IAR工作区。要打开光盘中“物联网实验”文件夹中的“实验 1”中的CITE-T-ZA-Led 。工作区打开方法为：点击File-Open- Wo

21、rkspace,如图所示。选择并打开名称为 CITE-T-ZA-Led的工作区，如图所示打开的工作区如图所示第10页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室(5)安装调试器驱动。将CC Debugger通过A-MINI USB线与计算机的USB 口连接，计算机会弹出“找 到新的硬件向导”，选择“从列表或指定位置安装 (高级)”，点击“下一步”，如图所示。点击“浏览”按钮，选择驱动所在路径，驱动文件在IAR程序的安装目录下，具体位置为 C:Program FilesIAR SystemsEmbedded Workbench 5,38051driversTexas Instruments

22、,如图所示，点击下一步。等待驱动安装完成，点击“完成”按钮，完成调试器驱动安装，如图所示。第11页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室点击 CITE-T-ZA-Led-Debug 点击 CITE-T-ZA-Led-Debug 工程文件，点击 Project-Options,如图所示。JMVurhbnnch IDEKd.il; aTrilAE XMiraaBI KhLw 工Kd.il; aTrilAE XMiraaBI KhLw 工1工 J11M4 KilnF”日邙CflTE-T-& F”日邙CflTE-T-& I-e Biiiiiatf L-B jOiflxr*Eiil rafi

23、icriJ:u4csaCrdM* Tri AM fxi itanc Trujfct7/IfJ5官5官3强U353ctrrrEtri+aEtri+a选择选择Linker”选项，设置Output和Config ”选项卡，如图所示。pt kflHM rnr i&Ml 1rCITE T TA I.ndUxor Cxn4v Mv-TlWdralflXtw 收出tJUM前t Whw RrAi- Arwig brACKblrt | I MI pt kflHM rnr i&Ml 1rCITE T TA I.ndUxor Cxn4v Mv-TlWdralflXtw 收出tJUM前t Whw RrAi- Arwi

24、g brACKblrt | I MI L .LttaU EMAHM1 fbLlP SfnrriiLi 几上nilHRLHT.RIUTiKdUi .iLkHI+B/GXl 工0VHIuli lafarilL 即尔 1,.由 Etka Ihm pr hiw)卜 FIRVT -liP 1*第12页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室选择Debugger”选项，设置Setup”选项卡，如图设置取一个物联网创新型红外传感器(CITE-S073),连接CC Debugger、物联网创新型红外传感器(CITE-S073)和计算机，连接电源，连接好后，打开电源开关。(8)编译、下载程序。选择CI

25、TE-ZA-Led.c文件，点击Project- Rebuild All ,编译程序并生成目标文件。 编译情况会在界面下方的“ Messaged显示出来，如果编译时出现错误或警告，请根据 提示进行修改，直至没有错误。再点击Project- Debug将程序下载到物联网创新型红外 传感器(CITE-S073)中，连接方法如图所示；点击二 运行程序，可以观察到物联网创新型红外传感器(CITE-S073 )上D2D5的4个灯轮流闪烁。 实验小结通过本小结的学习，学会定时器查询方式的使用和I/O端口的使用，并学会如何控制D2D5灯轮流闪烁。此实验是学习单片机的入门实验，通过学习，对单片机有个基 本了解

26、，便于今后更复杂单片机程序的开发。思考题(1)如何改变走马灯闪烁的时间间隔？(2)如何改变4个灯闪烁的次序？第13页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室实验二串口通信实验.实验目的学习使用CC2530单片机中断方式实现串口通信。学习如何设置串口的波特率。掌握如何使用串口收发数据。.实验设备硬件：PC机(一台)ZigBee基础创新套件(一套)软件：IAR Embedded Workbench 开发工具CITE-LAB 软件.实验内容系统初始化时，以查询的方式向串口发送默认的出厂信息，接下来，串口等待接收数据，串口接收以中断方式接收串口输入的数据，接收到串口上的数据后将数据发还给串口

27、，此时可以在CITE-LAB软件上观察到串口输入的数据。.实验连接逻辑图幺串口通佶实整幺串口通佶实整CTTIhalifie Ttriaol.实验步骤halifie Ttriaol.(1)首先安装CITE创新型无线节点(CITE-N01 )的串口驱动，双击开始安装驱动直至完成；(2)取一个CITE创新型无线节点(CITE-N01 ),连接电源，连接好后，打开电源开关，出 现一个开机界面如图所示；第14页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室(3)右键单击“我的电脑”，选择“属性”弹出如图所示对话框;CITE创新型无(4)点击“硬件”，选择“设备管理器”，将“端口”选项展开，可以找到

28、线节点(CITE-N01 )与计算机相连接的端口，例如为 COM3 ,CITE创新型无33100705-1550IM ATWHJktl投剥器时理第耐盘器动器_y同口 皿 和lptjFroliEi:lISB-tr*riLWw. EartJ nEPttMa mi)J (corn 3-id篁机j监也器(5)启动IAR,打开工作区文件 CITE-T-ZA-Uart.eww ；(6)点击Project-Rebuild All ,编译程序并生成可执行文件；(7)连接CC Debugger、CITE创新型无线节点(CITE-N01 )和计算机，如图所示。连接好 后，打开电源开关。点击Project- Deb

29、ug将程序下载到 CITE创新型无线节点(CITE-N01 )中；(8)点击运行程序，点击 爵 按钮，退出调试环境。(关闭CITE创新型无线节点(CITE-N01 )的电源，拔下 CC Debugger,将 CC Debugger一端的 A-MINI USB 线拔下， 插入CITE创新型无线节点(CITE-N01 )上的MiniUSB端口)；(9)使用CITE-LAB软件观察实验现象，CITE创新型无线节点(CITE-N01 )上电或复位第15页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室时，在串口上会显示一串出厂信息，往串口发送数据，可以发现发送的数据被回传;(10)使用CITE-LA

30、B软件观察程序运行情况的过程为:在PC机上双击在PC机上双击CITE-LAB软件中的图标(如未安装CITE-LAB软件,双击“CITE-LAB软件文件夹”中的安装图标进行安装)，点击“进入实验”，选择“基础实验”中的“串口通信实验”，如图所示:点击串口配置按钮,打开如图所示的端口配置界面，在串口中选择 点击串口配置按钮,打开如图所示的端口配置界面，在串口中选择 COM3 ,设置波特率为115200,点击“确定”按钮点击“打开选定串口并开始实验”按钮,开始实验，点击3b 率为115200,点击“确定”按钮点击“打开选定串口并开始实验”按钮,开始实验，点击3b 选择字符显示方式,打开CITE创新型

31、无线节点(CITE-N01 )的电源或按下复位按键，在“接收数据显示区”窗打开/已接收的字节，可以将已口中可以观察到出厂信息，如图所示。双击状态栏下方的已发送/已接收的字节，可以将已发送/已接收的字节清为0；在“发送数据输入区”输入需要发送的数据，点击阖发送，按钮发送数据，此时可以在“发送数据输入区”输入需要发送的数据，点击阖发送，按钮发送数据，此时可以第16页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室在“接收数据显示区”观察到刚才发送到数据。点击清至按钮清除数据，点击 Hex按钮选择发送数据输入区/接收数据显示区为16进制显示方式，如图 A5- 9所示;.实验小结通过本小结的学习，学

32、会使用单片机的串口功能，进行收发数据，并学会如何设置串口的波特率，如何发送默认的配置信息。.思考题(1)如何改变串口通信的波特率？(2)如何修改发送的默认信息？第17页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室实验三点对点通信实验.实验目的通过点对点通信实验，建立无线通信概念。了解IEEE 802.15.4无线通信标准，熟悉 PHY、MAC、RSSI等概念。.实验设备硬件：PC机(一台)ZigBee基础创新套件(一套)软件：IAR Embedded Workbench开发工具CITE-LAB 软件.实验内容CITE创新型无线节点(CITE-N01 ) B每隔500ms向CITE创新型无

33、线节点 (CITE-N01) A发送一包数据，所以只有模块 A能接收到模块B的信息，这样 就构成一个点对点的形式。模块 A接收到模块B的数据后，将数据通过用转 发至PC,在CITE-LAB软件上显示其内容。读取CC2530寄存器RSSI的值并在 液晶屏上显示。实验连接逻辑图如下：点对点通信实验二农U小帜内：箍 um-WL启字时 f lhdln Wmdd!.实验步骤(1)启动 IAR,打开工作区文件 CITE-T-ZA- PeerToPeer-Cen.ew(2)打开RF.c文件，将宏定义#define PANID 0 x2011中的数值部分修改 为实验箱相应的PANID编号，点击保存，点击 Pr

34、oject Rebuild All ,编译程序 并生成可执行文件；(3)取一个CITE创新型无线节点(CITE-N01 )作为模块 A,连接CC Debugger; CITE创新型无线节点(CITE-N01 )和计算机，连接电源，连接好后， 打开电源开关，连接方法请参照基础实验五。点击Project-Debug将程序下载到第18页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室CITE创新型无线节点(CITE-N01)中，点击号然后退出调试状态，关闭模块A 上的电源开关并拔掉CC Debugger；(4)同样的方法打开工作区文件 CITE-T-ZA- PeerToPeer-End.eww,将

35、宏定 义#61ne PANID 0 x2011中的数值部分修改为与步骤(2)中相同的值，点击保存，点击Project-Rebuild All ,编译程序并生成可执行文件。取一个 CITE创 新型无线节点(CITE-N01 )作为模块B,按照步骤(3)的方法下载程序，关闭 模块B上的电源开关并拔掉 CC Debugger,将CC Debugger一端的A-MINI USB线拔下，插入CITE创新型无线节点(CITE-N01 ) A上的MiniUSB端口；(5)在PC机上双击CITE-LAB软件中的31nHi图标，点击“进 入实验”，选择“无线射频实验”中的“点对点通信实验”，按照基础实验五的方

36、法设置相应的串口、波特率，点击“打开选定申并开始实验”按钮 J,开始 实验，点击J可选择字符显示方式；(6)分别打开CITE创新型无线节点(CITE-N01)模块A和CITE创新型无线节点(CITE-N01)模块B上的电源开关；CITE创新型无线节点(CITE-N01 )模块B每隔500ms向CITE创新型无线节点(CITE-N01 )模块A发送一组数据，此时在 CITE创新型无线节点 (CITE-N01)模块A端的CITE-LAB软件上观察到每隔500ms接收到一组数据 “Hello World!”，同时模块A在发送数据时LED1的蓝灯闪烁，模块B在接收数据时LED1的绿灯闪烁，液晶屏上显示

37、接收信号 RSSI的值。CITE-LAB软件 上显示结果如图所.实验小结通过本小结的学习，认识到在点对点无线通信过程中， 要使数据能够正确接 收，首先应保证通信双方的信道一致；其次，因为在实验中采用了地址过滤，地 址过滤中包含PANID和短地址信息，所以发送方的PANID和目的地址要和接收 方的PANID和源地址相同。当然这两个条件只是正确接收数据的必要条件，需 要满足的其它条件请参考CC2530使用手册的相关章节。.思考题第19页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室(1)如何改变发送字符的内容？(2)本实验中，所有实验箱发送方的目的地址都相同， 我们使用PANID过滤来 屏蔽其

38、它实验箱的数据，使接收方只接收此实验箱发送方的数据，如果所有实验箱的PANID都相同，如何使用发送方的目的地址过滤来屏蔽其它实验箱的数 据？第20页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室实验四 Mesh自动组网实验.实验目的学习如何建立 Mesh网络拓扑结构。学习ZigBee网络Mesh网络拓扑的使用。.实验设备硬件：PC机(一台)ZigBee基础创新套件(一套)软件：IAR Embedded Workbench 开发工具SmartRF Flash Programmer 软件CITE-LAB 软件.实验内容Mesh网络即“无线网格网络”它是 多跳(multi-hop )”网络，是由

39、ad hoc网络发展 而来，是解决 最后一公里”问题的关键技术之一。在向下一代网络演进的过程中，无线 是一个不可缺的技术。无线 mesh可以与其它网络协同通信。是一个动态的可以不断扩 展的网络架构，任意的两个设备均可以保持无线互联。(1)建立Mesh网络拓扑结构的网络首先协调器上电后按照指定的信道和PAN_ID建立无线网络；然后各个模块作为路由器加入这个无线网络，这样一个Mesh网络拓扑结构的网络就建立起来了。(2)无线数据传输路由器每隔1秒向协调器发送地址信息和网络信息，协调器接收到路由器的信息 后，将这些信息解析后传送给PC, PC上的软件根据这些信息显示当前网络的拓扑结构图。(3) Zi

40、gBee Mesh网络拓扑结构如下图所示：实验连接逻辑图第21页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室4.实验步骤(1)修改 f8wConfig.cfg (路径为： 无线网络实验 ProjectszstackToolsCC2530D B)文件中的信道和 PANID ；(2)启动IAR ,打开协调器工作区文件MeshCenter.eww；工程路径：无线网络实验 ProjectszstackCITE-T-ZA-MeshCITE-Mesh-CenterCC25 30DBMeshCenter.eww ；(3)点击Project-Rebuild Al

41、l,编译程序并生成可执行文件MeshCenter.hex；可执行文件路径：无线网络实验 ProjectszstackCITE-T-ZA-MeshCITE-Mesh-Cente rCC2530DBCoordinatorEB-Pro ExeMeshCenter.hex；(4)启动IAR,打开路由器工作区文件MeshEnd.eww；工程路径：无线网络实验 ProjectszstackCITE-T-ZA-MeshCITE-Mesh-End CC2530DBMeshEnd.eww ；(5)点击 Project-Rebuild All,编译程序并生成可执行文件MeshEnd.hex；可执行文件路径：无线网

42、络实验 ProjectszstackCITE-T-ZA-MeshCITE-Mesh-EndCC2530DBRouterEB-ProExe MeshEnd.hex；(6)启动 SmartRF Flash Programmer 软件(如为安装 SmartRF Flash Programmer软件，双击嘉盘港二r软件，双击MeshCenter.hex和 MeshEnd.hex下载到协调器和 7个路由器中，并关闭电源。模块与下载可执行文件的对应关系如下表所示:模块下载可执行文件的名称协调器（1个CITE创新型无线节点（CITE-N01 ）MeshCenter.hex路由器（剩下7个模块）MeshEnd

43、.hex使用 SmartRF Flash Programmer 软件下载 MeshCenter.hex程序步骤如下：将计算机、CC Debugger与物联网CITE-N01协调器连接。打开SmartRF F lash Programmer,如下界面设置。打开协调器电源后，会显示与计算机相连接 的CC Debugger信息，如图：第22页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室在Flash选项中选择协调器需要下载的 Hex文件，可执行文件路径：无线网络实验 ProjectszstackCITE-T-ZA-MeshCITE-Mesh-CenterCC2530DBCoordin atorE

44、B-Pro ExeMeshCenter.hex 界面如下。点击 “。色皿 actions 进行下载。用同样的方法，将MeshEnd.hex下载到剩下的7个模块中；可执行文件路径： 无线网络实验 ProjectszstackCITE-T-ZA-MeshCITE-Mesh-EndCC2530DBRou terEB-ProExe MeshEnd.hex；(7)将协调器和计算机通过 A-MINI USB线连接起来，打开协调器的电 源开关，可以看到协调器模块上彩灯 LED1的红灯亮，建网成功后变蓝色，并 在液晶屏上显示PANID号，表示协调器已建立起一个 Mesh网络，接收到数 据时LED3的绿灯闪烁；

45、(8)依次才T开7个路由器的电源开关，如果是CITE创新型无线节点( CITE-N01 ),则在刚上电时路由器设备上彩灯LED1的红灯亮，液晶屏的下边显示OFF和Router,表示当前的网络状态(加入或未加入)和设备类型；加入 网络成功后变蓝色，并在液晶屏上显示自己的短地址，液晶屏的下边显示ON和Router,表示路由器节点已经加入网络，发送数据时LED3的蓝灯闪烁；(9)在PC机上双击CITE-LAB软件中的图标，点击 一 ”进入 实验”，选择“无线网络实验”中的“自动组网实验(Mesh)”，选择协调器与 计算机连接的MINI USB端口，例如，为COM3,设置端口波特率为115200bp

46、s,点击确定按钮，点击开始按钮，从界面上可以看到当前网络的拓扑结构如图第23页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室所示;(10)将拓扑图上某个父亲路由器断电后， 例如将短地址为0X3C0F的路 由器断电，可以观察到只有该路由器消失， 其它路由器通过 Mesh网络的自愈 建网功能可以通过其它路由器重新建网，如图所示7、实验小结本实验通过上位机软件描绘了一个Mesh网络拓扑，通过这个拓扑，形象生动的体现了 Mesh网络中设备与设备、设备与协调器之间的关系。通过对某个设备 断电或上电体现了 Mesh网络自组网、自维护的网络特性。8、思考题1、Mesh网络拓扑结构中，把其中一个设备断电再

47、上电， 观察节点是否会重新加入网络。为什么？2、把两个实验箱f8wConfig.cfg文件中的信道和 PANID修改成同样的值，会出现什么 现象？第24页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室附录实验一代码/ 名称：Delay500 () 功能：500ms定时 /入口参数：无出口参数：无/void Delay500(void) ( uchar i;T1CTL |= 0 x02; /启动模模式计数 for(i=0;i2;i+) (while (!(T1STAT & 0 x01); /查询定时器 1定时时间250ms是否到达T1STAT &=0 x01; 清定时器 1中断标志位 T1C

48、TL &= 0 x02; /停止模模式计数 /名称：main()功能：主函数 /入口参数：无出口参数：无/void main(void) ( System_Init(); / 系统初始化 while(1) (LED2 = ON; /D2 亮 TOC o 1-5 h z LED3 =OFF;/D3灭LED4 =OFF;/D4灭LED5 =OFF;/D5灭Delay500();/延时 500msLED2 = OFF;/D2 灭LED3 = ON; /D3 亮LED4 = OFF;第25页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室/D4 灭LED5 = OFF; /D5 灭Delay500(

49、);/延日500msLED2 = OFF;/D2 灭LED3 = OFF;/D3 灭LED4 = ON; /D4 亮LED5 = OFF; /D5 灭Delay500();/延时 500msLED2 = OFF;/D2 灭LED3 = OFF;/D3 灭LED4 = OFF;/D4 灭LED5 = ON; /LED5 亮Delay500();/延时 500ms)实验二代码/名称：Initial_uart()功能：初始化串口/入口参数：无出口参数：无/void Initial_uart(void)PERCFG = 0 x00; 串口 0在默认位置P0SEL |= 0 x0C; /P0.2,P0.

50、3 设置为外设功能U0CSR |= 0 x80; / 模式选择U0GCR |= 11; /baud_eU0BAUD |= 216; / 波特率设为115200U0CSR |= 0 x40; / 允许接收IEN0 = 0 x84;/总中断允许，串口 0接收中断允许)/名称：UART0_RX_ISR()功能：串口 0接收中断处理函数/入口参数：无第26页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室出口参数：无/#pragma vector = URX0_VECTOR_interrupt void UART0_RX_ISR(void) (URX0IF = 0;清接收标志位* pWrite+ =

51、 U0DBUF;/将接收到数据彳存到接收buffer,并将写指针加1if(IsRxBufWriteEnd)/如果写指针到达buffer的结尾处(pWrite = Buffer;/将写指针设置为buffer的起始处/名称：main()功能：主函数/入口参数：无出口参数：无/void main(void)(System_Init(); / 系统初始化ClearRxBuffer(); / 清接收 bufferUart_TX();while(1)(if(IsRxBufNotEmpty)/如果接收buffer有数据(U0DBUF = * pRead+; /发送读指针指向的buffer数据，并将t指针加

52、1while(!UTX0IF);等待数据发送完成UTX0IF=0;清发送完成标志位if(IsRxBufReadEnd) /如果读指针到达 buffer的结尾处 pRead = Buffer; /将读指针设置为buffer的起始处第27页共33页四川理工学院自动化与电子信息学院通信教研室实验三代码/名称：RF_interrupt()功能：RF 一般性中断处理函数/入口参数：无出口参数：无/#pragma vector = RF_VECTOR /RF一般性中断处理函数_interrupt void RF_interrupt(void) uchar i;S1CON &=0 x03; 清除 RFIF_1 和 RFIF_0 中断标志 RFIRQF0 &=0 x40; 清除接收到完整一帧中断标志 if(RSSISTAT) /读取RSSI值是否有效 RSSI_value = RSSI;FrameByteCnt = RXFIFOCNT; / 读取帧长度 for(i=0;iFrameByteCnt;i+) / 依次赋值给数组 Framei = RFD;RFRecvFlag = 1;RFST = ISFLUSHRX; /CSP指令-立即清除接收缓冲区/名称：UART0_TX_ISR()功能：串口 0发送中断处理函数/入口参数：无出口参数：无/#p