《Zigbee技术无线传感网应用》-第3章 基于BasicRF的点对点按键点灯

目录Zigbee技术无线传感网应用四、课程思政二、知识讲解一、任务描述三、任务实施五、小结一、任务描述以BasicRF无线点对点传输协议为基础，采用两块ZigBee模块作为无线发射模块和无线接收模块，实现节点A按下按键时控制节点B上LED灯的亮灭，实现无线开关LED灯的功能。Zigbee技术无线传感网应用二、知识讲解BasicRF由TI公司提供，它包含了IEEE802.15.4标准的数据包的收发。这个协议只是用来演示无线设备是如何进行数据传输的，不包含完整功能的协议。但是它采用了与802.15.4MAC兼容的数据包结构及ACK包结构，其功能限制如下：不提供多跳‚设备扫描及Beacon。不提供不同种的网络设备，如协调器、路由器等。所有节点同级，只实现点对点传输。传输时会等待信道空闲，但不按802.15.4CSMA-CA要求进行两次CCA检测。不重传数据。Zigbee技术无线传感网应用

BasicRF简介：二、知识讲解简言之，BasicRF是简单无线点对点传输协议，可用来进行Z-Stack协议栈无线设备数据传输的入门学习。力求由浅入深，使大家逐步掌握无线点对点通讯的整体过程。并能在BasicRF软件代码的基础上，进行点对点的相对简单的无线传感控制网络应用开发。Zigbee技术无线传感网应用

BasicRF简介：二、知识讲解BasicRF软件结构：BasicRF软件结构包括硬件层（Hardwarelayer）、硬件抽象层（HardwareAbstractionlayer）、基本无线传输层（BasicRFlayer）和应用层（Application），如图所示。Zigbee技术无线传感网应用

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BasicRF简介：硬件层是实现数据传输的基础，肯定要放在最底层。硬件抽象层包含访问无线接收功能，以及开发板上的TIMER、GPIO、UART、ADC、LCD、buttons等外设功能。BasicRFlayer：基本无线传输层提供一种简单双向无线通信协议。BasicRF由TI公司提供，它包含了IEEE802.15.4标准的数据包的收发功能但并没有使用到协议栈，它仅仅是是让两个结点进行简单的通信，应用层是用户编写代码的地方，可调用封装好的BasicRF和HAL的函数，实现不同的应用。它相当于用户使用BasicRF层和HAL的接口。二、知识讲解CC2530BasicRF文件结构如图所示：Zigbee技术无线传感网应用

BasicRF简介：二、知识讲解CC2530BasicRF工程文件介绍：（1）docs文件夹。（2）ide文件夹：打开文件夹后会有三个文件夹，及一个工程。Ide\Settings文件夹：每个基础实验都会有，主要保存有读者自己的IAR环境里面的设置。Ide\srf05_CC2530文件夹：里面放有三个工程。（3）source文件夹：打开文件夹里面有apps文件夹和components文件夹。Source\apps文件夹：存放BasicRF三个实验的应用实现的源代码Source\components文件夹：包含着BasicRF的应用程序使用不同组件的源代码。Zigbee技术无线传感网应用

BasicRF简介：二、知识讲解BasicRF操作包括启动、发送、接收三个环节。1.启动。启动过程包括：初始化开发板的硬件外设和配置I/O端口，设置无线通讯的网络ID、信道、接收和发送模块地址、安全加密等参数。（1）创建basicRfCfg_t类型变量basicRfConfig，并初始化其中的成员。（2）相关参数宏定义。（3）调用halBoardInit()函数，对硬件外设和I/O端口进行初始化。（4）调用halRfInit()函数，打开射频模块，设置默认配置选项。Zigbee技术无线传感网应用

BasicRF操作：二、知识讲解1.启动。代码解析（1）创建basicRfCfg_t类型变量basicRfConfig，并初始化其中的成员。staticbasicRfCfg_tbasicRfConfig;//创建basicRfCfg_t类型变量basicRfConfig.panId=PAN_ID;//宏定义basicRfConfig.channel=RF_CHANNEL;//宏定义

basicRfConfig.ackRequest=TRUE; //宏定义Zigbee技术无线传感网应用

BasicRF操作：二、知识讲解1.启动。代码解析（2）相关参数宏定义。#defineRF_CHANNEL25//2.4GHzRFchannel#definePAN_ID0x2007#defineSWITCH_ADDR0x2520#defineLIGHT_ADDR0xBEEF注意：首先要确定两个通讯模块的网络ID和通信信道要一致，其次设置各模块的识别地址，即模块的地址或编号。Zigbee技术无线传感网应用

BasicRF操作：二、知识讲解2.发送。创建一个buffer，把数据放入其中，调用basicRfSendPacket()函数发送数据。在该工程中，light_switch.c文件中的appSwitch()函数是用来发送数据的，由于代码较长，appSwitch()函数具体实现代码参见教材或工程文件。请注意删除了液晶显示代码。Zigbee技术无线传感网应用

BasicRF操作：二、知识讲解2.发送：appSwitch()函数代码解析。（1）第2行，把要发送的数据LIGHT_TOGGLE_CMD（宏定义该值为0）放到buffer中，数组pTxData就是发送的buffer，即把要发送的数据存放到该数组中。（2）第4行,为basicRfCfg_t型结构体变量basicRfConfig.myAddr赋值，宏定义SWITCH_ADDR为0x2520，即发射模块的本机地址。（3）第5行，调用basicRfInit(&basicRfConfig)初始化函数，负责调用halRfInit()配置参数，设置中断等。在basic_rf.c代码中可以找到uint8basicRfInit(basicRfCfg_t*pRfConfig)。Zigbee技术无线传感网应用

BasicRF操作：二、知识讲解2.发送：appSwitch()函数代码解析。（4）第11行，调用halButtonPushed()，查看按键状态，如该函数值为0，说明按键按下，按键连接的外围电路应为上拉模式。（5）第13行，调用发送函数basicRfSendPacket(LIGHT_ADDR,pTxData,APP_PAYLOAD_LENGTH)，该函数的形参数格式是：basicRfSendPacket(uint16destAddr,uint8*pPayload,uint8length)。①destAddr是发送的目标地址，实参是LIGHT_ADDR，即接收模块的地址。②pPayload是指向发送缓冲区的地址，实参是pTxData，该地址的内容是将要发送的数据。③length是发送数据长度，实参是APP_PAYLOAD_LENGTH，单位是字节数。Zigbee技术无线传感网应用

BasicRF操作：二、知识讲解3.接收。通过调用basicRfPacketIsReady()函数来检查是否收到一个新的数据包，若有新数据，则调用basicRfReceive()函数，把数据接收到。在该工程中，light_switch.c文件中的appLight()函数是用来发送数据的，由于代码较长，appLight()函数具体实现代码参见教材或工程文件。请注意删除了液晶显示代码。Zigbee技术无线传感网应用

BasicRF操作：二、知识讲解3.接收：appLight()函数代码解析。（1）第10行，调用basicRfPacketIsReady()函数来检查是否收到一个新数据包，若有新数据，则返回TRUE。新数据包信息存放在basicRfRxInfo_t型结构体变量rxi中。(2)第12行，调用basicRfReceive(pRxData,APP_PAYLOAD_LENGTH,NULL)函数，把收到的数据复制到buffer中，即pRxData，注意与发送数据buffer的pTxData区别。（3）第14行，判断接收的内容是否与发送的数据一致。若正确，则改变LED1灯的亮、灭状态。

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BasicRF操作：三、任务实施登录TI官网，下载CC2530BasicRF.rar，解压后双击“\CC2530BasicRF\CC2530BasicRF\ide\srf05_cc2530\iar”文件夹中的“light_switch.eww”工程文件，打开后如图所示。

Zigbee技术无线传感网应用1、打开IT官网的工程：三、任务实施本例采用与TI官网发布的开发平台一致的引脚设置，如使用的设备与本例不一致，请根据实际电路自行修改。打开“hal_board.h”头文件，打开方法有两种。（1）展开左边Workspace栏中的“light_switch.c”的“+”号，就可以在展开文件列表中找到“hal_board.h”头文件，双击该文件，就可以打开它。（2）在“light_switch.c”文件的开始部分代码中，可以找到“include<hal_board.h>”宏定义，右击该宏定义并选中【Open“hal_board.h”】命令，立刻打开该文件。

Zigbee技术无线传感网应用2、查看按键引脚和LED灯引脚：三、任务实施Zigbee技术无线传感网应用3、编写程序。在light_switch.c文件编写代码，由于程序文件较长，具体参见教材或工程文件。三、任务实施Zigbee技术无线传感网应用4、下载与操作。给发射和接收模块下载程序（1）在“light_switch.c”的主函数中找到“uint8appMode=NONE;”代码，并把它注释掉，在其下一行添加“uint8appMode=SWITCH;”代码。编译程序，无误后下载到发射模块中。（2）在“light_switch.c”的主函数中找到“uint8appMode=SWITCH;”代码，将其修改为：“uint8appMode=LIGHT;”。编译程序，无误后下载到接收模块中。操作按下发送模块上的按键，观察接收节点上LED灯的变化。四、课程思政思政元素：代码编写注释约束。思政元素强化职业素养教育。我们通过讲解代码注释提升程序的可读性和可维护性，进一步强化学生的团队意识。1、一般情况下，源程序有效注释量必须在20%以上。注释的原则是有助于对程序的阅读理解，注释不宜太多也不能太少，注释必须准确、易懂、简洁。2、说明性文件头部应进行注释，注释必须列出：版权说明、版本号、生成日期、作者、内容、功能、与其它文件的关系、修改日志等，头文件的注释还应有函数功能简要说明。3、函数头部应进行注释，列出：函数的目的、功能、输入参数、输出参数、返回值、调用关系等。4、边写代码边注释，修改代码同时修改相应的注释，以保证注