易思cc1b光盘zigbee开发教程

第一章ZigBee介 什么是 ZigBee无线网络拓扑结 ZigBee技术的应用领 第二章IAR集成开发环境的使 IAR集成开发环境简 系统要求和安装前注 安装 IAR的使 打开一个保存的IAR工 第三章驱动和其他软件的安 仿真器驱动安 USB转串口驱动（PL2303驱动 使用FlashProgrammer直接烧写hex到中 Hex文件的生成和 ZigBeeSensorMonitor的安 抓包软件PacketSniffer的安装和使 第四章Z-Stack协议栈的如何使用协议 第一个Z-stack协议栈实验：数据传输实 建立自己的协议栈工 基础例 IO控制Led亮 传感器例 继电器模 第五章Z-stack协议栈开发提 深入理解Z-Stack协议栈的构 Z-Stack协议栈OSAL介 OSAL常用术 OSAL运行机 OSAL消息队 OSAL添加新任 OSAL应用编程接 第六章项目实 智能家居控 一个Z-stack通信实 第一章ZigBeeEStechnology开发了一套基于CC2530SOC的zigbee开发平台,完全满足CC2530无线节点采用德州仪器（TI）ZigBeeSoC射频CC2530F256,片上ZigBee简介出的OSI(OpenSystemInterconnection)七层参考模型，如图所示。TCP/IPZigbee网络分层介质控制层（MAC）ZigBee特点ZigBee在制定ZigBee规范时已经考虑到这种数据侍输过程中的内在的可靠的短距离无线通信协议IEEE802.11.5同时使用OQPSK和DSSS技术；使用CSMA-CA（CarrierSenseMultipleAccessCollisionAvoidance）技术来解决数据问题；使用16-bitsCRC来确保数据的正确性；使用带应答的数据传输ZigBee技术可以应用于8-bitMCU，目前TI公司推出的兼容ZigBee2007协议·协调器(Coordinator)，主要负责无线网络的建立和·Router)，·终端节点(EndDevice)，主要负责无线网络数据低功耗仅仅是对终端节点而言，因为路由器和协调器需要一直处于工作状5号电池的电量为150mAh，对于两节5号电池供电的终端节点而言，总电量为3000mA．h，即电池以ImA电流放电，可以连续放电3000h（理论值，如果放电电流为lOOmA，则可以连续放电30h。·终端节点在数据发送期间需要的瞬时电流是·数据接收期间所需要的瞬时电流为24mA统，终端节点对数据一般是定时，例如50s数据，由于温度变化减慢，所以可以定时，在此假设终端节点每小时工作50s，其他时间都在ZigBeeZigBeeZigBee技术是基于小型无线网络而开发的通信协议标准，尤其是伴随·需要进行和控制的节点较多作物生长情况，这将极大促进现代农业的步伐a在医学应用领域，可以借助ZigBee技术，准确、有效地检测的血压、1本温等信息，这将大大减轻查房第二章IAR集成开发环境的使用IAR集成开发环境简介IAREmbeddedWorkbench（又称EM）的C交叉编译器是一款完整、稳定且容目前可以支持至少种的位、位、位的MCU.系统要求和安装前注意操作系统：WindowsXP32&64位，WindowsVista，Windows732&64注意使用win7系统的电脑必须是旗舰版或者企业版，并且以管理员用户安装和运行，这样才能正常工作。Windows7homebasic这些版本是不支持的。即使可以安装成功，在使用的时候也会有某些功能不支持。安装双击运行autorun.exeInstallIAREmbeddedWorkbench项forMCS-51v8.10。licensenumber到iar安装向导中，next后 licenseIAR的使建立一个新工打开iarProject，在弹出的下拉惨淡中选择Create的，我这里保存的在CC2530基础测试程序\1_点亮LED下，然后填建立一个源文单击New按钮，新建一个文本文件新建了文件之后单价保存按钮，保存为文件名为：main.c到 添加源文件到工程#defineBV(n)(1<<(n))voiddelay(unsignedint{inti,j;}int{//P1.0P1DIR|=//P1.0GPIO功能P1SEL&=~BV(0);}}工程设置配置目标在出现的框中，第一件事情就是选择该project所使用的如下图，设置Device，我们这里使用的是CC2530F256，因此选择CC2530F256.i51,（该文件的完整的默认路径为：C:\ProgramFiles\IARSystems\EmbeddedWorkbench6.0\8051\config\devices\Texas设置Code和Memory“Near”当不需要Bank支持可以选择Near，例如，你只需要64Kflash“Banked”选择该项时标明你需要的空间能够仿真CC253xF128或者默认Nearcodemodel中的datamodel是Small，默认的Banked，datamodel为Large，datamodel决定编译器或者连接器如何使用8051的内存来变量，选择smalldatamodel，变量典型的在DATA内存空间，如果使用Largedata在这里，重要的事情是，8051使用不同的指令来variousmemoryspaces在Z-STACK协议栈中，使用largememorymodel来支持CC2530F256，这样协议栈可以在XDATA区域，以上设置结束后，如下图所示。在Bankedcodemodel中，有一些额外的选项需要注意，选择CodeBanktab，如下图，CC2530使用7个codebanks，为了整个256K的Flash空间，Numberof设置在左边的选项中选择Linker，并在右边的选项卡中选择Config一页，在LinkerCommandfile中复选Overridedefaultlnk51ew_CC2530F256_banked.xcl，banked表示使用bankedcodemodel。 最后，在Debugger选项中，选择TexasInstruments为Driver源文件的编译和编译过程中如果出现错误，请根据错误提示修改不造成的语法问题。下下载 打开一个保存的IAR工们建立的IAR工程所有工程参数已经设置好，不需要再设置，可以直接。但是因为可能电脑系统不一样或者安装不一样，会导致linker文件找不到或者打开的方法可以在IAR界面中点击File->Open->Workspace打开.eww工程文第三章仿真器驱动安装如果框起来的有感叹号或者别的，需要更新一下仿真器的驱动。右击CC 下：C:\ProgramFiles\IARSystems\EmbeddedWorkbench6.0\8051\drivers\TexasInstruments\srf04ebUSB转串口驱动（PL2303驱动使用FlashProgrammer直接烧写hex到中我们详细的介绍一下使用TI的flashprogrammer烧写工具烧写hex文件，flashprogrammer是ti开发的hex文件烧写工具，通过FlashProgrammer不光可Hex文件的生成和CC2530xxx即可 Eraseandprogram：擦除并且编程，快速对编Eraseprogramandverify：步骤2基础上添加hex验证操作，比较耗时。Readflashintohex-file：从中读出hex，并且写到（覆盖）在FlashZigBeeSensorMonitor双击ZigBeeSensorMonitor抓包软件PacketSniffer的安装和使用线连接电脑即可，CC2530开发板无需代码。首先点击SmartRF™PacketZigBee数据包结PacketSniffer些数据包呢，请读者注意，这是zigbee网络内的数据包，因此，这些数据包zigbeezigbee后慢慢分析这些数据包的构成。下面分析一个数据包21目的源21目的源据在数据包的哪个位置。1~7zigbee第1行，终端节点发送信标（beacon）请求。2zigbeezigbee0x0000，第2行所示数据包中的“SourceAddress”Request第4行，协调器对终端节点加入网络请求作出应答，从哪里可以确定是对行显示的数据包中，“SequenceNumber”是相同的，都是0x78,。request器分配网络地址，从该数据包同事可以得到的信息是：终端节点的IEEE地址是第7行，协调器将分配的网络地址发送给终端节点，新分配的网络地址是0x99A3.90x99A3IEEEIEEE6416线通信来说，数据长度越长，功耗越大。这是，按下bb板的up按键，向协调器发送闪烁led令，然后可以据包中看到这样的数据段，在APSpayload回顾一下发送的代码片段，SAMPLEAPP_FLASH_DURATION宏定义的值为1000ms16进制为0x03E88位赋值给了buffer[1]，8buffer[2]，然后一个全局的计数变量赋值给了0x020xE80x03第四章Z-StackZigBeeZi级学习来说，无形中增加了学习难度，很多读者看zigBee说根据对ZigBee协议的理解来实现正常的无线网络部署工作了。正确，并给出相应的指示。很简单的功能，但是这里涉及以下问题：·Z-Stack·Z-Stack·Z-Stack·Z-Stack·ZigBee单的实验引起了读者对于ZigBee无线传感器网络技术方ZigBee无线网器网络，读者的ZigBee ZigBeeZ-Stack本章的主要目的是使读者对Z-Stack协议栈开发有个感性的认识。如何使用协议栈ZigBee无线网络涉及电子、电路、通信、等多学科的知识，这对 ZigBee协议的理解来实现正常的无线网络部署工作了。协议、射频、天线等知识，而是直接进行ZigBee无线网络点对点通信的学习，正确，并给出相应的指示。很简单的功能，但是这里涉及以下问题：·Z-Stack·Z-Stack·Z-Stack·Z-Stack·Z-StackZigBeeZ-Stack5Z-Stack讨论，本章的主要目的是使读者对Z-Stack协议栈开发有个感性的认识。既然Z-Stack协议栈已经实现了ZigBee协议，那么用户就可以使用协议栈提API进行应用程序的开发，在开发过程中完全不必关心ZigBee协议的具需求即可。技巧提示：在TI推出的ZigBee2007协议栈（又称作Z-Stack）中，提供的数据发送函数如下：用户调用该函数即可实现数据的无线发送，当然，在此函数中有8个参数，用户需要将每个参数的含义理解以后，才能达到熟练应用该函数进行AF_DataRequest0函数中最的两个参数StackTCP/IP网络（如DM9000、CS8900网卡是如何接收数据的）的具体实现细节。用户可以直接从TI官网协议栈安装文件或者直接拷贝我们提供的的协议栈文件到C盘即可。协议栈文件如下图所示：贝C盘的根 Z-Stack协议栈所有的源码和硬件驱动源码所 CC2530LCD驱动程序，KEY驱动程序，LED驱动程序，UART驱动程序等。CC2530Zigbee通信底层，由部分源码和库组成，TI在CC2530硬件基础上封装的通信层TI提供的debugger层，该层提供了一系列的调试接口，可以通过PCZ-stackZ-StackOSAL基础上OSAL相当于一OSAL的详情见《OSAL编程指南》Z-Stack协议栈源码各层所在，包括af层，nwk层，zcl层，zdo层等等。想要深入Z-Stack协议，对该下的源码的全面分析在mac层之上又封装了一层，叫做zmac，为上层的Z-Stack提供接Z-Stack相关的文档，包括Z-Stack协议栈的描述，OSAL层API函数介绍，SampleApp介绍等文档。非常重要，在进行zigbee开发前强烈建议仔细阅读该下的文档。Z-Stack是zigbee协议的实现，但如何将此协议应用具体的应用中，就需要一些列的实例，Projects下就是针对Z-Stack的所有实例和示例程序，也是我们后面开发z-stack应用程序的重要。该如下：Zstack封装好的库函数，这部分TI不提供源代码，只是以库的形式提Z-Stack智能能源示例程序，例如无线等z-stackZ-StackMainZNPzigbee协议完全封装在cc2530过ZNP程序，可以通过uart，spi或其他接口，上层的mcu来控制Z-Stack打开协议栈程 Samleew（注意后缀是e打开工程后，可以看到SampleAppApp、HAL、MACZ-StackZ-Stack程序的开发，一般只需要修改App下的文件即可。第一个Z-stack协议栈实验：数据传输实验备类型是由ZiglBee协议栈不同的编译选项来选择的。在IAR左边的WorkspaceCoordinatorEBRouterEB由器程序、EndDeviceEB节点程序等配置。数据包的路由选择，终端节点负责数据，不具备路由功能。ZigBee节点2配置为一个终端节点。上电后，节点1和节点2均可以通过Joystick的右方向键加入和退出该网络，通过Joystick的up方向键通过zigbee网络发送一条闪烁led令到其他节点，其他节点如果处在这个网络中，会控制led闪烁。程序说明 只需要熟悉这种格式即可，唯一需要读者修改的是上面的反显的函数，可以修改函数的实现形式，但是其功能基本上都是完成对接收数据的处理。可能目前255行：申请内存，创建MSG后执行何种动作。266行 造成内容，最后内存消耗完后死机。305行：SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT，用户自定义的消息，在10msled，平时的做法，通常是延时，或者开启一个单片机的timer，当10ms到ledosal会被自动调用，在然后在这里也就是391clusterIDIDZ-Stack396行：SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID，闪烁的clusterzigbee据保存到flashtime这个变量中。398ledledHAL_LED_4，在程序底层被映射到了HAL_LED_1，所以闪烁的是D1绿色LED。SampleApp络数据的发送在哪里呢。继续看SampleApp.c源文件。3411joystickup1则执行按键1动作。中发送闪烁led令。是刚才看到的SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID，第四个参数是需要发送的数据长实验操作说明LED3，然后加入该网络。如果没有，则持续搜索。因此协调此时，我们按下开发板（烧写了协调器程序）joystickup会触发该，表明协调器像终端节点的数据发送已成功。然后，我们按下开发板（烧写了终端节点程序）Joystickupzigbee收数据时请注意，程序里对EndDeviceEB做了节电处理。数据传输实验原理分析zigbeez-stackzigbee网络，如果有zigbee无线网络再自动加入。（这是最简单地情况，当然可以最后使led闪烁。数据发送该函调用协议栈里面与硬件相关的函数最终将数据通过天线发送出去，这的格式，如广播、单模或多播。②endPointDesc_t*srcEP,zigbee每个节点上最多支持240个端口。节点与端口的关系如图4-21所示，每1~2401121led，1也可以给节点2的端口2发送命令进行操作。但是节点2上的端的port。因此，通过上面的论述，可以得到如下的结论。③uint16cID,这个参数描述的是命令号，在zigbee协议里令主要用来标识不同的控制操作，不同令号代表了不同的的控制命令，如上面提到的FLASH的clusterid。所需要的发送的数据缓冲区的地址传递给该参数即可。1，（协议栈里面实现该功能。），在接收端可以通过发送uint8optionsuint8radius，AF_DISCV_ROUTE，radiusAF_DEFAULT_RADIUS。数据接收面是如何得到通过天线接受到的数据的呢？前文提到，在Z-Stack协议栈里添加一个小型的操作系统，正式因为这个操作系统，才使得对协议栈的开发变得容易，但是对于非计算机专业的初学者来说，如果操作系统的只是比较薄弱，则需要的实验才能很好的理解协议栈中的数据流向以及各种机制。当协调器收到数据后，操作底层的协议栈会将该数据封装成一个消息，然后通过这个操作系统osal的接口发送这个消息，数据的消息的ID是 ING_MSG_CMD，其中 ING_MSG_CMD宏首先使用osal_msg_receiveING_MSG_CMDz-stack建立自己的协议栈工程节介绍一个简单的协议栈工程文件，实现两个ZIgbee节点进行点对点通信，判断，如果收到的数据是“LED”，则开发板上的LED闪烁。建立一个全新的Z-ZiglBee协议栈不同的编译选项来选择的。在本实验中，ZigBee节点1建立的网络，然后发送“LED”三个字符给节点1.打开\ZStack-CC2530-2.5.1a\Projects\zstack\Samples，这里是我们建立工程的地方，在这个下有3个文件，如下图所示：首先GenericApp到 在IAR中打开工程，如下如所示：右键，选择Remove即可，删除后如下图所示文件保存为Coordinator.h，然后用相同的方法建立Coordinator.c和Enddevice.c文件，保存哦路径为Sample\TestA\Source。AddFiles，选择刚刚新建的3个文件，打开即可。协调器的编程下面开始编写代码。首先是OSAL_TestA.c文件编程。程序文件请参考配一个任务ID，在osalInitTasks()添加。编译完成上面的文件后，点击保存，查最后然后我们开始编写Coordinator.c，程序文件请参考资料的Common.h程序文件如下：#ifndef#ifndefCOMMON_H#include#defineGENERICAPP_ENDPOINT10#defineGENERICAPP_PROFID #defineGENERICAPP_DEVICEID0x0001#define #define #define externvoidGenericApp_Init(bytetask_idexternUINT16GenericApp_ProcessEvent(bytetask_id,UINT16events个文件：Coordinator.cCoordinator.h,Enddevice.c议栈过来，函数的具体作用可以参考《ZigBee2007协议栈API函数使用说OSAL_TestA.cOSAL_TestA.cconstpTaskEventHandlerFntasksArr[]数组的最后面添加{macEventLoop,//MAC任务循环 函#ifdefined(ZIGBEE_FRAGMENTATION)#ifdefined(ZIGBEE_FREQ_AGILITY)||defined(ZIGBEE_PANID_){uint8taskID=osal_memset(tasksEvents,0,(sizeof(uint16) Hal_Init(taskIDID分配#ifdefined(MT_TASK)APS_Init(taskID++APSF_Init(taskID++);ZDApp_Init(taskID++#ifdefined(ZIGBEE_FREQ_AGILITY)||defined(ZIGBEE_PANID_ ZDNwkMgr_Init(taskID++););//}Enddevice.c文件，在弹出的下拉菜单中选择Options，如下图所示：灰色显示状态，此时，可以打开Toolsf8wEndec.cfg不参与编译，ZigBee协议栈真是使用这种方式实现对源文件的控制。网络号等应该在这3个文件里修改。终端的编程EnddviceEB，然后右键单击Coordintor.c文件，在弹出的下拉菜单中选择 基础例IO控制Led实验现象：LED1是熄灭的，如果LED13.3v的时候，LED1就会被点亮。口。然后回到iar810，在iar810里面，点击debug按钮，如下图：DebugP1SEL&=~0x01;P1.0为通用IOP1DIR|=0x01;//配置P1.0P1SEL=*DelayMS()P1DIR|=0xff;P1INP=0x00;传感器例程继电器模块可以的，本例程中使用P05控制继电器。输入部分VCC:接CC2530板子的+5VGND:CC2530板子的GNDIN:继电器模组信号触发端（高电平触发有效P05引脚。常闭端(NC继电器的常闭端，继电器没有吸合时，与公共端接通，吸合时VDD（5V第五章Z-stackZ-StackZ-StackZ-StackZ-StackOSAL温度检测实验来帮助读者更好地理解本章内容。深入理解Z-Stack协议栈的构成络层和应用层，应用层包含应用程序支持子层、应用程序框架层和ZDO设备对提供的函数来实现某些功能。Z-Stack协议栈的构成如图所示物理层(PHY)和介质控制层(MAC)是由IEEE802.15.4Zi规范定义的，Per-hopAcknowledgments)以及一些用于API也是在应用程序支持子层。ZigBee设备对象ZDO是运行在端口0的应用程序，主要提供了一些网络管理方面的函数。OZigBee(ZDO，ZigBeeDeviceObject)。ServiceAccessServiceAccessMACAPIAPIIARApp、HAL、MACZmainZmain.cosal_start_systemZ-Stackosal_start_system()Z-Stack7.2.Z-Stack协议栈OSALZ-StackZigBee抽象层，OperatingSystemionLayer)。Z-StackOSALOSAL(OperatingSystem 解OSAL呢？从字面意思看是跟操作系统有关，但是后面为什么又加上“抽象OSAL常用术语Resource)任何任务所占用的实体都可以称为资源，如一个变量、级，拥有自己的CPU寄存器和堆栈空间。一般将任务设计为一个无限循环。Kernel)在多任务系统中，内核负责管理各个任务，主要包括：为MutualExclusion)多任务间通信最简单，常用的方法是使用共享议栈中，OSAL主要提供如下功能：OSAL运行机理ZigBeeZigBeeOSALZ-StackOSALOSALOSAL4AppSampleApp.cSampleApp.h,OSAL_SampleApp.c，整个程序所实现的SampleApp_ProcessEvent，SampleApp_lnit是任务的初始化函数，后执行相应的处理工作。那么，和任务的时间处理是如何联系起来的过函数指针，调用该函数即可。如下图，将osal简单的理解为一个大循环的可以如下图所示，首先osal会初始化每个任务函数的init例如SampleApp_Init()，初始化结束后，开个叫做taskevent的标识来判断时候需要执行该任务函数。OSAL_RUNosal_run_system()函数中，每次循环前都会判断tasksEvents，osal_run_system()函数原型如下：z-stackOSAL消息队列讲解消息队列之前需要讲解一下消息与的区别。是驱动任务去执务后，任务才能执行一个相应的操作（调用处理函数去处理）。 ING_MSG_CMD消息，但是任务的处理函数在处理成一个消息，将消息发送到消息队列，然后在事件处理函数中就可以使用osal_msg_receive，从消息队列中得到该消息。如下代码可以从消息队列中得MSGpkt= *)osal_msg_receive(SampleApp_TaskIDOSAL了一个消息队列，每一个消息都会被放到这个消息队列中去，任务接收到后，可以从消息队列中获取属于自己的消息，然后调用消息OSAL添加新任务新任务。打开OSAL_SampleApp.c文件，可以找到数组taskArr[]和函数该函数，所有的回调函数均是通过函数指针调用。都在这里面完成，并且给每个任务分配一个任务id，就是taskID。SampleAppSampleApp_InitSampleApp_ProcessEventOSAL应用编程接口可以驾驭osal。总体而言，osal提供了8个方面的api消息管理apiosal_msg_reveive()函数接收属于自己的消息，并处理，最后调用任务当我们需要立刻启动一个时，调用osal_set_event()，调用后立即产定时器，但是中途改变主意了，不需要去轮询gpio状态，就可以调用内存单片机的内存资源非常有限，CC2530内部只8Kram，osal提供了一种osal_mem_alloc()用来分配内存，用完之后，通过调用osal_mem_释放内存。非易失闪存管理。片机外面挂一个eeprom设备通过i2c接口来参数。而在2530里，osal提供了内部flash的管理接口。通过调用这些接口，就可以掉电保存参数itemitemosal_nv_write()函数写入参数，等到需要的时候可以调用osal_nv_read()来上一次保存的值。第六实智能家居控制软件的安装PL2303USB安装控制显示界面家庭环境 ，iHomeMonitor.apk文件到内存里（或者SD卡里，然后点击安装安装完成下图所ZigBee 注意：如果你的电脑没有打开IAR，打开C:\TexasInstruments\ZStack-CC2530-\Projects\zstack\Samples\WSN_sensors\CC2530DBLightCtl等进度条完成之后，停止debug然后换另外一个CC2530模块，选择工程RouterEB，继续在IAR中点debug把程序到模块中，入下图所示。Debug完成之后，停止debug硬件连接安装示，不同的电脑生成的串不一样。 红外传感器模块的和数据引脚接板上的引脚P05，DS18B20传感器的数据引开程序LightClt.c,入下图所示：把以下代码中 read_data(&theMessageData[2]);前面的//去掉{UINT8//获取温度值2字节//获取气体含量1字节//获取光强含量1//获取灯设备状态0->off1->on// 信{UINT8theMessageData[0]=0x82; //一字节存放//获取温度值2字节//获取气体含量1字节//获取光强含量1//获取灯设备状态0->off1->on 测点击进入“家庭环境验中采用无线局域网测试，也可以使用3g网络，服务器使用internet公网ip进行试验）实验中只有节点1）增加其他节点模块关于源码和通信协议源码程序在\智能家居演示例程\上下位机、android源代 下Z-stack备类型是由ZiglBee协议栈不同的编译选项来选择的。在IAR左边的WorkspaceCoordinatorEBRouterEB由器程序、EndDeviceEB节点程序等配置。数据包的路由选择，终端节点负责数据，不具备路由功能。ZigBee节点2配置为一个终端节点。上电后，节点1和节点2均可以通过Joystick的右方向键加入和退出该网络，通过Joystick的up方向键通过zigbee网