物联网组网技术应用（新大陆）1.1-建立Basic RF点对点通信网络

项目一智能家居控制系统《物联网组网技术应用》项目一智能家居控制系统【引导案例】

近年来，安全、健康、舒适、智能的居家理念逐渐深入人心，智能家居颠覆了传统的居家生活理念，带来了全新的生活方式。随着电子、通信与计算机技术的发展，智能家居的功能已经越来越完善，逐渐深入了居家生活的方方面面。智能家居的应用场景【引导案例】那么,生活中有哪些东西是属于智能家居的范畴呢？智能厨房智能家庭影院智能卧室智能门锁项目一智能家居控制系统【引导案例】智能家居的系统构成如何？智能家居网络随着集成技术、通信技术、互操作能力和布线标准的实现而不断改进。它涉及对家庭网络内所有的智能家具、设备和系统的操作、管理以及集成技术的应用

。其技术特点表现如下：1．通过家庭网关及其系统软件建立智能家居平台系统2．统一的平台3．通过外部扩展模块实现与家电的互连4．嵌入式系统的应用智能家居的整体架构图项目一智能家居控制系统任务1建立BasicRF点对点通信网络职业能力目标01任务描述与要求02任务分析与计划03知识储备04任务实施05任务检查与评价06任务小结07任务拓展08了解BasicRF和ZigBee无线通信技术的特点及其应用场景；掌握CC2530无线单片机的特性与相关外设的工作原理；掌握BasicRFLayer的相关概念及其工作机制；会搭建TICC2530芯片的开发环境并完成工程的建立、配置、调试与下载；会使用BasicRF协议进行点对点的无线通信。职业能力目标01知识目标技能目标任务1建立BasicRF点对点通信网络职业能力目标01任务描述与要求02任务分析与计划03知识储备04任务实施05任务检查与评价06任务小结07任务拓展08任务描述123网络中的两个节点之间通过BasicRF无线通信技术进行连接；用户提出需求，需要设计一套智能家居控制系统。本任务需要为智能家居控制系统建立点对点的通信网络，为后续实现相关功能提供支撑。节点1每隔2秒向节点2发送信息“hello”；节点2收到信息并判断无误后翻转其上的LED灯作为指示。结果演示-视频任务描述与要求02任务1建立BasicRF点对点通信网络职业能力目标01任务描述与要求02任务分析与计划03知识储备04任务实施05任务检查与评价06任务小结07任务拓展0803任务分析与计划要为智能家居控制系统建立点对点通信网络，你认为可以选择哪种通信技术？03任务分析与计划任务计划表项目名称项目一智能家居控制系统任务名称1.1任务1建立BasicRF点对点通信网络计划方式自主设计计划要求请用8个计划步骤来完整描述出如何完成本次任务序号任务计划1

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说一说：1.系统大致的工作流程如何？2.需要做哪些知识储备？把它们列入计划吧。任务1建立BasicRF点对点通信网络职业能力目标01任务描述与要求02任务分析与计划03知识储备04任务实施05任务检查与评价06任务小结07任务拓展081.1.1认识IEEE802.15.4、ZigBee和BasicRFIEEE802.15.4是一种技术标准，由IEEE（InstituteofElectricalandElectronicsEngineers电气电子工程师协会）802.15第4任务组开发。它定义了低速率无线个域网（LowRate-WirelessPersonalAreaNetwork，LR-WPAN）的协议，规定了LR-WPAN的物理层（PHY）和介质访问控制层（MAC），是物联网领域很多协议标准的基础。1.什么是IEEE802.15.404AB2.什么是ZigBeeZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术，它主要用于一些对传输速率要求不高、传输距离短且对功耗敏感的应用场合。ZigBee可工作在2.4GHz（全球）、868MHz（欧洲）和915MHz（美国）三个频段上，分别具有最高250kb/s、20kb/s和40kb/s的传输速率，传输距离约10~80m，可通过加装信号增强模块扩展距离。1.1.1认识IEEE802.15.4、ZigBee和BasicRF04AB3.什么是BasicRF1.1.1认识IEEE802.15.4、ZigBee和BasicRF04ABasicRF是TI公司为CC2530芯片提供的IEEE802.15.4/ZigBee标准的软件解决方案，它以软件包的形式提供。该软件包由硬件抽象层、BasicRF层和应用层构成，每层都提供了相应的程序接口APIBBasicRF为数据的双向无线收发提供了一个简单的协议，它还使用CCM-64身份验证和数据加密为数据传输提供了安全通道4.三者之间的关系BasicRF则是IEEE802.15.4标准的子集，它不包含完整的数据链路层或者MAC层的协议标准，而且它没有实现以下功能：1.1.1认识IEEE802.15.4、ZigBee和BasicRF04不会自动加入网络

不会自动扫描其它节点

没有组网指示信标只提供点对点通信功能

所有的节点都对等的

没有协调器终端设备等角色没有数据包重传机制1.1.2认识BasicRF的软硬件开发平台1.CC2530射频单片机概述21个通用I/O引脚；Flash闪存控制器；具有5个通道的DMA控制器；3个通用定时器、1个MAC定时器、1个睡眠定时器和1个看门狗定时器；2个串行通信接口USART；1个随机数发生器；AES安全协处理器。04CC2530集成RF收发器和8051内核支持IEEE802.15.4和ZigBee标准运行内存8KB

Flash最大256KB集成一系列外设支持Z-Stack和BasicRF等2.支持CC2530的调试下载器TI为CC2530提供了多个型号的调试下载器，如：SmartRF04EB、SmartRF04EB和CCDebugger等。CC

Debugger外形图1.1.2认识BasicRF的软硬件开发平台04查阅Internet资料说一说：1.你所知道的可支持BasicRF通信的硬件有哪些？3.IAREmbeddedWorkbenchfor80511.1.2认识BasicRF的软硬件开发平台04TI公司提供的BasicRF软件包中的示例程序是基于IARSystems公司开发的IAREmbeddedWorkbenchfor8051集成开发环境（IntegratedDevelopmentEnvironment,IDE）建立的。IAREW嵌入式应用编程开发工具C/C++编译器汇编工具连接器库管理器文本编辑器工程管理器C-SPY®调试器1.1.3深入了解BasicRF1.BasicRF工程架构BasicRF的文件夹结构BasicRF的软件架构图BasicRF的软件架构分为三层：ApplicationLayerBasicRFLayerHardwareAbstractionLayer041.1.3深入了解BasicRF2.BasicRF层介绍BasicRF层配置结构体04查阅Internet资料说一说：BasicRF层的作用？1.1.3深入了解BasicRF2.BasicRF层介绍①uint8basicRfInit(basicRfCfg_t*pRfConfig)②uint8basicRfSendPacket(uint16destAddr,uint8*pPayload,uint8length)③uint8basicRfPacketIsReady(void)④int8basicRfGetRssi(void)⑤uint8basicRfReceive(uint8*pRxData,uint8len,int16*pRssi)⑥voidbasicRfReceiveOn(void)⑦voidbasicRfReceiveOff(void)主要API函数功能介绍：041.1.3深入了解BasicRF3.BasicRF软件包示例程序分析Light_switch示例工作流程图041.NewLab实验平台NEWLab实验平台底板接口NEWLab实验平台背部接口NEWLab实验平台具备8个通用的实验模块插槽，可支持单个模块实验，也可支持最多8个实验模块联动的实验。平台内集成通信、供电与测量等功能，为实验提供环境保障和支撑。实验平台还内置了一块标准尺寸的面包板及独立电源，可用于电路搭建实验。1.1.4硬件选型分析04CC2530SoC：主控MCU，见图中标号①处；天线接口：用于连接小辣椒天线，见图中标号②处；调试器接口：用于连接CCDebugger等调试器，见图中标号③处；用户LED：用于现象指示，见图中标号④处；ADC接口：用于连接外部输入模拟量信号，见图中标号⑤处；用户按键：用于有按键需求的应用，见图中标号⑥处；拨码开关：向左拨时，CC2530的USART0与NEWLab底板相连，向右拨则USART0与J11接口相连，见图中标号⑦处；输入输出接口：用于连接外部数字量I/O信号，见图中标号⑧处；传感器接口：用于连接各种传感器模块，见图中标号⑨处。1.1.4硬件选型分析2.ZIGBEE模块04数据发送API函数为basicRfSendPacket(uint16destAddr,uint8*pPayload,uint8length)。函数参数目的地址：destAddr数据载荷：*pPayload数据长度：lengthC语言标准库中，提供了字符串处理相关的函数——intstrcmp(char*str1,char*str2)功能：比较两个字符串是否相等；参数1：*str1，要比较的字符串1；参数2：*str2，要比较的字符串2；返回值：根据ASCII值比较结果

若str1>str2，返回值大于0；

若str1<str2，返回值小于0；

若str1=str2，返回值等于0。1.1.5如何实现无线发送数据1.1.6如何判断收到数据的内容04BasicRF软件包的HAL层提供了可实现LED翻转的宏，其位于“hal_board.h”文件中：使用范例：控制板载LED1翻转1.1.7如何翻转板载LED灯04任务1建立BasicRF点对点通信网络职业能力目标01任务描述与要求02任务分析与计划03知识储备04任务实施05任务检查与评价06任务小结07任务拓展08序号设备/资源名称数量是否准备到（√）1ZIGBEE模块2

2小辣椒天线2

3CCDebugger程序下载调试器1

设备清单表任务实施05任务实施前必须先准备好以下设备和资源。搭建软件开发环境建立程序框架建立节点编译配置项编写代码编译下载程序搭建硬件环境验证结果搭建BasicRF的软件开发环境建立基于BasicRF的程序框架建立节点的编译配置项在工程中编写代码编译下载程序搭建硬件环境验证结果

任务实施导航&实施纪要05项目名称项目一智能家居控制系统任务名称1.1任务1建立BasicRF点对点通信网络序号分步纪要1

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实施纪要表（1）安装IARIAREmbeddedWorkbenchfor8051安装界面IAREmbeddedWorkbenchfor8051启动界面本任务使用IAREmbeddedWorkbenchfor8051v8.10.1版本，可访问网址/ew8051下载评估版本，并拥有30天免费使用时间。搭建软件开发环境建立程序框架建立节点编译配置项编写代码编译下载程序搭建硬件环境验证结果1.搭建BasicRF的软件开发环境05本任务使用CCDebugger调试下载器来完成ZIGBEE模块的程序下载与调试。安装CCDebugger驱动（2）安装调试下载器驱动1.搭建BasicRF的软件开发环境搭建软件开发环境建立程序框架建立节点编译配置项编写代码编译下载程序搭建硬件环境验证结果05工程文件夹结构图建立task1_basicrf-network文件夹文件夹层级结构应与原工程完全相同搭建软件开发环境建立程序框架建立节点编译配置项编写代码编译下载程序搭建硬件环境验证结果2.建立基于BasicRF的程序框架（1）建立工程存放文件夹05为工程添加源代码文件“smart_home”文件夹中建立两个源代码文件“node1.c”和“node2.c”，将其加入工程中。搭建软件开发环境建立程序框架建立节点编译配置项编写代码编译下载程序搭建硬件环境验证结果2.建立基于BasicRF的程序框架（2）复制必要的源代码（3）建立应用层源代码文件05复制“light_switch.ewd”、“light_switch.ewp”和“light_switch.eww”三个文件至我们创建的“project”文件夹中。搭建软件开发环境建立程序框架建立节点编译配置项编写代码编译下载程序搭建硬件环境验证结果新建编译配置项3.建立节点的编译配置项（1）新建编译配置项05配置参与编译的源代码文件配置头文件路径搭建软件开发环境建立程序框架建立节点编译配置项编写代码编译下载程序搭建硬件环境验证结果3.建立节点的编译配置项（2）配置参与编译的源代码文件（3）配置头文件路径05修改工程源代码路径修改链接配置文件搭建软件开发环境建立程序框架建立节点编译配置项编写代码编译下载程序搭建硬件环境验证结果3.建立节点的编译配置项（4）修改工程源代码路径（5）修改配置文件05搭建软件开发环境建立程序框架建立节点编译配置项编写代码编译下载程序搭建硬件环境验证结果4.在工程中编写代码05编写代码节点1代码node1.c节点2代码node2.c请参考书中示例代码进行编写编译下载节点1、2程序搭建软件开发环境建立程序框架建立节点编译配置项编写代码编译下载程序搭建硬件环境验证结果5.编译下载程序（1）编译下载节点1程序（2）编译下载节点2程序05确保选择“node1”编译配置项点击“make”编译程序“DownloadandDebug”下载程序重启ZIGBEE模块搭建完毕的硬件环境搭建软件开发环境建立程序框架建立节点编译配置项编写代码编译下载程序搭建硬件环境验证结果6.搭建硬件环境05选取两个ZIGBEE模块板

连接NEWLab平台连接CCDebugger

调试下载器为NEWLab平台通电如果程序编