無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

未命名-512022/8/2216:28:13

內(nèi)容簡介

本書以無線傳感網(wǎng)絡通信應用場景為依托，將必須掌握的無線傳感網(wǎng)絡通信基

本知識與項目設計和實施建立聯(lián)系，將能力和技能培養(yǎng)貫穿其中。本書根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)

行業(yè)產(chǎn)業(yè)對人才的知識和技能要求，設計了七個工程案例教學項目：認識無線傳感

網(wǎng)絡、協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點識別、無線傳感網(wǎng)絡按鍵控制應用、無線傳感網(wǎng)絡串口通

信應用、無線傳感網(wǎng)絡溫濕度采集應用、無線傳感網(wǎng)絡光照度采集應用、無線傳感

網(wǎng)絡人體紅外采集應用。根據(jù)項目實施過程，以任務方式將課程內(nèi)容的各種實際操

作“項目化”，使學生能在較短時間內(nèi)掌握無線傳感網(wǎng)絡通信采集和控制技術。

本書既可以作為各級院校物聯(lián)網(wǎng)技術相關專業(yè)的項目化課程教材，也可作為工

程技術人員進行物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感網(wǎng)絡應用考證培訓參考書。

圖書在版編目（CIP）數(shù)據(jù)

無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程/王浩，王詠梅主編.—北京:中國

鐵道出版社有限公司，2022.8

計算機及電子信息類專業(yè)新形態(tài)系列教材

ISBN978-7-113-29472-4

Ⅰ.①無…Ⅱ.①王…②王…Ⅲ.①無線電通信-傳感器-計算機

網(wǎng)絡-教材Ⅳ.①TP212

中國版本圖書館CIP數(shù)據(jù)核字(2022)第132585號

書名：無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

作者：王浩王詠梅

策劃：曹莉群編輯部電話：（010）51873202

責任編輯：劉麗麗

封面設計：劉莎

責任校對：孫?玫

責任印制：樊啟鵬

出版發(fā)行：中國鐵道出版社有限公司（100054，北京市西城區(qū)右安門西街8號）

網(wǎng)址：/51eds/

印刷：北京銘成印刷有限公司

版次：2022年8月第1版2022年8月第1次印刷

開本：787mm×1092mm1/16印張：13.25字數(shù)：280千

書號：ISBN978-7-113-29472-4

定價：49.00元

版權所有侵權必究

凡購買鐵道版圖書，如有印制質(zhì)量問題，請與本社教材圖書營銷部聯(lián)系調(diào)換。電話：（010）63550836

打擊盜版舉報電話：（010）63549461

前言

無線傳感網(wǎng)絡應用是一門實用性很強的專業(yè)課程，注重理論知識和實踐應用的

緊密結合。本書的設計思路是采用任務驅(qū)動方式將課程內(nèi)容實際操作“項目化”，項

目化課程強調(diào)不僅要給學生知識，而且要通過訓練，使學生能夠在知識與工作任務之

間建立聯(lián)系。項目化課程的實施將課程的技能目標、學習目標要素貫穿在對工作任務

的認識、體驗和實施當中，并通過技能訓練加以考核和完成。在項目化課程的實施過

程中，以項目任務為驅(qū)動，強化知識的學習和技能的培養(yǎng)。

本書以貼近實際的具體項目為依托，將必須掌握的基本知識與項目設計和實施

建立聯(lián)系，將能力和技能培養(yǎng)貫穿其中。本書根據(jù)行業(yè)產(chǎn)業(yè)對人才的知識和技能要求，

設計了七個無線傳感網(wǎng)絡通信的工程案例教學項目：認識無線傳感網(wǎng)絡、協(xié)調(diào)器與終

端節(jié)點識別、無線傳感網(wǎng)絡按鍵控制應用、無線傳感網(wǎng)絡串口通信應用、無線傳感網(wǎng)

絡溫濕度采集應用、無線傳感網(wǎng)絡光照度采集應用、無線傳感網(wǎng)絡人體紅外采集應用。

根據(jù)項目實施過程，以任務方式將課程內(nèi)容的各種實際操作“項目化”，使學生能在

較短時間內(nèi)掌握無線傳感網(wǎng)絡通信采集和控制技術。

本書由蘇州健雄職業(yè)技術學院王浩和上海市高級技工學校王詠梅擔任主編，江

蘇省江陰中等專業(yè)學校招啟東、上海中僑職業(yè)技術大學趙欣、上海市高級技工學校張

雪梅、江蘇省江陰中等專業(yè)學校施向榮、上海市高級技工學校施瑋炯老師擔任副主編，

參與編寫的還有上海杉達學院的隋欣和王莉軍老師。參加編寫的人員均為學校教學一

線的教學骨干，在大家的共同努力下，協(xié)作完成了本書的編寫工作。

本書內(nèi)容體系完整，案例翔實，敘述風格平實、通俗易懂。書中的所有程序?qū)?/p>

例已全部通過了無線傳感網(wǎng)絡實驗實訓設備驗證，該硬件平臺是由蘇州創(chuàng)彥物聯(lián)網(wǎng)科

技有限公司研制的實驗實訓設備。學生通過本書的學習，可以快速掌握無線傳感網(wǎng)

絡數(shù)據(jù)采集和控制應用編程能力，并能提升無線傳感網(wǎng)絡通信技術應用設計與開發(fā)

水平。

由于編者水平有限，加上無線傳感網(wǎng)絡通信技術發(fā)展日新月異，書中難免存在

疏漏之處，敬請廣大讀者批評指正。

??????編者

2022年4月

無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

IV

目錄

目錄

項目1認識無線傳感網(wǎng)絡…………………1

項目情境?……………1

學習目標?……………1

任務1.1無線傳感網(wǎng)絡開發(fā)平臺搭建?……………1

任務描述?………………………1

任務分析?………………………2

操作方法與步驟?………………2

任務1.2無線傳感網(wǎng)絡開發(fā)平臺操作應用?……11

任務描述?……………………11

任務分析?……………………11

操作方法與步驟?……………11

拓展任務?…………18

任務描述?……………………18

任務要求?……………………18

項目評價表?………………………19

項目2協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點識別…………20

項目情境?…………20

學習目標?…………20

任務2.1?協(xié)調(diào)器組網(wǎng)點亮LED燈?………………20

任務描述?……………………20

任務分析?……………………21

操作方法與步驟?……………21

任務2.2終端節(jié)點加入網(wǎng)絡點亮LED燈?………27

任務描述?……………………27

任務分析?……………………28

操作方法與步驟?……………29

任務2.3無線傳感網(wǎng)絡自定義事件點亮LED燈?………………35

任務描述?……………………35

任務分析?……………………36

操作方法與步驟?……………37

拓展任務?…………44

任務描述?……………………44

I

無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

任務要求………………………44

項目評價表…………45

項目3無線傳感網(wǎng)絡按鍵控制應用……………………46

項目情境……………46

學習目標……………46

任務3.1協(xié)調(diào)器組網(wǎng)按鍵控制應用………………46

任務描述………………………46

任務分析………………………47

操作方法與步驟………………47

任務3.2終端節(jié)點加入網(wǎng)絡按鍵控制應用………57

任務描述………………………57

任務分析………………………57

操作方法與步驟………………59

任務3.3協(xié)調(diào)器按鍵無線控制終端節(jié)點設備應用………………70

任務描述………………………70

任務分析………………………71

操作方法與步驟………………72

拓展任務……………84

任務描述………………………84

任務要求………………………84

項目評價表…………85

項目4無線傳感網(wǎng)絡串口通信應用……………………86

項目情境……………86

學習目標……………86

任務4.1協(xié)調(diào)器組網(wǎng)串口通信應用………………86

任務描述………………………86

任務分析………………………87

操作方法與步驟………………88

任務4.2終端節(jié)點加入網(wǎng)絡串口通信應用………95

任務描述………………………95

任務分析………………………96

操作方法與步驟………………97

任務4.3協(xié)調(diào)器串口通信無線控制終端節(jié)點設備應用…………106

任務描述………………………106

任務分析………………………106

II

目錄

操作方法與步驟………………107

拓展任務……………117

任務描述………………………117

任務要求………………………117

項目評價表…………118

項目5無線傳感網(wǎng)絡溫濕度采集應用…………………119

項目情境……………119

學習目標……………119

任務5.1終端節(jié)點溫濕度采集協(xié)調(diào)器串口通信顯示……………119

任務描述………………………119

任務分析………………………120

操作方法與步驟………………121

任務5.2溫濕度采集風扇控制應用………………132

任務描述………………………132

任務分析………………………132

操作方法與步驟………………134

拓展任務……………146

任務描述………………………146

任務要求………………………146

項目評價表…………147

項目6無線傳感網(wǎng)絡光照度采集應用…………………148

項目情境……………148

學習目標……………148

任務6.1終端節(jié)點光照度采集協(xié)調(diào)器串口通信顯示……………148

任務描述………………………148

任務分析………………………149

操作方法與步驟………………150

任務6.2光照度采集步進電機控制應用…………160

任務描述………………………160

任務分析………………………160

操作方法與步驟………………162

拓展任務……………175

任務描述………………………175

任務要求………………………175

項目評價表…………176

III

無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

項目7無線傳感網(wǎng)絡人體紅外采集應用………………177

項目情境……………177

學習目標……………177

任務7.1終端節(jié)點人體紅外采集協(xié)調(diào)器串口通信顯示…………177

任務描述………………………177

任務分析………………………178

操作方法與步驟………………179

任務7.2人體紅外采集繼電器控制應用…………189

任務描述………………………189

任務分析………………………189

操作方法與步驟………………191

拓展任務……………202

任務描述………………………202

任務要求………………………202

項目評價表…………203

IV

項目1

認識無線傳感網(wǎng)絡

項目1

認識無線傳感網(wǎng)絡

項目情境

由于智能家居的興起，現(xiàn)在每個用戶家庭里都或多或少有智能家居的存在，無

論是音箱、風扇，還是插座、開關都可以變得智能化，這其中最有代表性的通信方式

就是ZigBee無線傳感通信。ZigBee也稱紫蜂，是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)上協(xié)議，

底層采用IEEE802.15.4標準規(guī)范的媒體訪問層與物理層，主要特色有低速、低耗電、

低成本、支持大量網(wǎng)上節(jié)點和多種網(wǎng)上拓撲，能實現(xiàn)快速、可靠、安全的通信數(shù)據(jù)傳輸。

本項目首先安裝ZigBee應用開發(fā)所需的IAR集成開發(fā)環(huán)境，然后安裝ZigBee

協(xié)議棧，接著下載安裝設備所需ZigBee仿真器的驅(qū)動程序，最后完成一個簡單的

CC2530程序調(diào)試和運行。

學習目標

知識目標

■了解ZigBee無線通信技術特點

■掌握ZigBee協(xié)議棧的組成

■掌握ZigBee開發(fā)平臺的配置

■掌握CC2530程序編寫流程

技能目標

■會安裝IAR集成開發(fā)環(huán)境

■會安裝ZigBee協(xié)議棧

■會安裝ZigBee仿真器的驅(qū)動程序

■會調(diào)試和運行CC2530程序

任務1.1無線傳感網(wǎng)絡開發(fā)平臺搭建

任務描述

隨著無線通信技術的發(fā)展，短距離無線通信系統(tǒng)具有低成本、低功耗和對等通信

1

無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

等技術優(yōu)勢，這其中的ZigBee無線傳感網(wǎng)絡是基于IEEE802.15.4技術標準和ZigBee網(wǎng)

絡協(xié)議而設計的無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡。針對ZigBee無線傳感網(wǎng)絡的ZStack協(xié)議棧就是符

合ZigBee協(xié)議規(guī)范的一個軟件平臺，它是ZigBee協(xié)議棧的一個具體實現(xiàn)。對于

ZStack

的整個開發(fā)環(huán)境IDE使用的是IAR。本次任務主要講解IAR集成開發(fā)環(huán)境的安裝。

任務分析

ZigBee無線傳感網(wǎng)絡硬件模塊所使用的CPU是基于增強型8051內(nèi)核的CC2530

微控制器，它結合了領先的RF收發(fā)器，是用于2.4GHzIEEE802.15.4的ZigBee應用

的一個片上系統(tǒng)（SoC）解決方案。如果進行CC2530的無線傳感應用開發(fā)，就要先

安裝IAREmbeddedWorkbench開發(fā)環(huán)境。它的C語言交叉編譯器是一款完整、穩(wěn)定

且容易使用的專業(yè)嵌入式應用開發(fā)工具。IAR開發(fā)的最大優(yōu)勢就是能夠直接使用TI

公司提供的ZStack協(xié)議棧進行二次開發(fā)，開發(fā)人員只需要調(diào)用相關的API接口函數(shù)

即可。另外IAR根據(jù)支持的微處理器種類的不同分為許多不同的版本。由于CC2530

使用的是增強型8051內(nèi)核，所以這里應該選用的版本是IAREmbeddedWorkbenchfor

8051。具體無線傳感網(wǎng)絡應用開發(fā)相關的環(huán)境搭建操作包括：

?安裝集成開發(fā)環(huán)境：IAR-EW8051-8101。

?安裝仿真器SmartRF04EB的驅(qū)動程序。

操作方法與步驟

1．IAR集成開發(fā)環(huán)境安裝

（1）首先雙擊安裝包中的EW8051-EV-8103-Web.exe，出現(xiàn)圖1-1所示的安裝

向?qū)Ы缑妫瑔螕鬘ext按鈕。

圖1-1IAR安裝向?qū)Ы缑?/p>

2

項目1

認識無線傳感網(wǎng)絡

（2）當單擊Next按鈕之后，進入圖1-2所示的接受序列號相關條例對話框，選

擇相應選項接受許可協(xié)議，單擊Next按鈕。

圖1-2選擇接受許可協(xié)議

（3）在圖1-3所示的輸入用戶信息對話框中，分別填寫用戶名字及認證序列號，

正確填寫之后，單擊Next按鈕。

圖1-3填寫用戶信息及認證序列號

（4）進入圖1-4所示的對話框中，輸入正確的認證序列號及序列鑰匙后，單擊

Next按鈕。

3

無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

圖1-4輸入認證序列號和序列鑰匙

（5）在圖1-5所示界面中，可以選擇完全安裝或是自定義安裝，這里選擇完全

安裝選項，繼續(xù)單擊Next按鈕到下一步。

圖1-5選擇完全安裝選項

（6）在圖1-6所示對話框中，選擇安裝的路徑，默認是在C盤安裝。如果需要修

改，單擊Change按鈕即可修改，完成設置之后，單擊Next按鈕。

4

項目1

認識無線傳感網(wǎng)絡

圖1-6選擇安裝路徑

（7）在圖1-7所示的對話框中，單擊Install按鈕開始安裝。

圖1-7單擊Install按鈕開始安裝

（8）安裝完成后，顯示圖1-8所示的安裝完成界面。單擊Finish按鈕，完成整

個IAR集成開發(fā)環(huán)境的安裝。

5

無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

圖1-8IAR安裝完成界面

（9）完成安裝后，可以從“開始”菜單中找到剛剛安裝的IAR軟件，單擊IAR

EmbeddedWorkbench選項，打開IAR運行環(huán)境，如圖1-9所示。

圖1-9IAR運行環(huán)境

6

項目1

認識無線傳感網(wǎng)絡

2．仿真器SmartRF04EB的驅(qū)動程序安裝

ZigBee開發(fā)板在程序的下載、仿真和調(diào)試時，需要安裝一些必要的驅(qū)動程序，

如仿真器的驅(qū)動程序。ZigBeeCCDebuggerSmartRF04EB仿真器如圖1-10所示，它是

用于TI低功耗射頻片上系統(tǒng)的小型編程器和調(diào)試器，可以與前面安裝的IAR開發(fā)平

臺一起使用，以實現(xiàn)在線調(diào)試。

圖1-10ZigBeeCCDebugger仿真器

（1）這里將CCDebugger仿真器通過USB線纜插入計算機。第一次使用時，系

統(tǒng)將提示找到新硬件，“設備管理器”對話框中會出現(xiàn)圖1-11所示的圖標，這表示

沒有成功安裝仿真器驅(qū)動。

圖1-11仿真器圖標顯示未成功安裝

（2）右擊仿真器圖標，在彈出的快捷菜單中選擇“更新驅(qū)動程序”選項，如

圖1-12所示。

7

無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

圖1-12選擇“更新驅(qū)動程序”選項

（3）進入圖1-13所示界面，選擇“瀏覽我的計算機以查找驅(qū)動程序軟件”選項。

圖1-13選擇驅(qū)動更新選項

（4）在圖1-14所示的界面中，單擊“瀏覽”按鈕，選擇驅(qū)動程序位置選項，單擊“下

一步”按鈕。

8

項目1

認識無線傳感網(wǎng)絡

圖1-14選擇瀏覽驅(qū)動程序選項

（5）在圖1-15所示的對話框中，單擊“瀏覽”按鈕，在新打開的對話框中選

擇SmartRF04EB仿真器目錄下的win_64bit_x64文件夾，單擊“下一步”按鈕。

圖1-15選擇SmartRF04EB仿真器驅(qū)動文件目錄

（6）當SmartRF04EB仿真器驅(qū)動安裝成功之后，顯示圖1-16所示W(wǎng)indows已

成功更新驅(qū)動程序信息。

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無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

圖1-16SmartRF04EB仿真器驅(qū)動安裝成功

（7）當SmartRF04EB仿真器驅(qū)動安裝成功之后，“設備管理器”界面中會顯示

正常的SmartRF04EB仿真器設備圖標，如圖1-17所示。

圖1-17正常的SmartRF04EB仿真器設備圖標

10

項目1

認識無線傳感網(wǎng)絡

任務1.2無線傳感網(wǎng)絡開發(fā)平臺操作應用

任務描述

在上一個任務中，通過安裝無線傳感網(wǎng)絡通信應用的IAR開發(fā)平臺和ZigBee仿真

器驅(qū)動程序，實現(xiàn)了無線傳感網(wǎng)絡應用開發(fā)所需的軟件開發(fā)平臺。本次任務通過安裝

ZStack的無線傳感網(wǎng)絡的具體實現(xiàn)協(xié)議棧ZStack-CC2530-2.5.1a之后，開發(fā)人員通過使

用協(xié)議棧中相關的函數(shù)庫來使用這個協(xié)議，進而實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的收發(fā)和傳輸。

任務分析

本書中所開發(fā)的無線傳感應用項目均采用TI公司推出的ZigBee2007（也稱

ZStack）協(xié)議棧進行項目開發(fā)，具體的版本為ZStack-CC2530-2.5.1a（可以從TI的官

網(wǎng)免費下載）。ZStack的安裝比較簡單，安裝在默認路徑下即可（默認是安裝到C

盤根目錄下）。安裝完成之后，可以選擇CoordinatorEB（協(xié)調(diào)器）項，進行簡單的

代碼編寫、編譯和下載運行。

操作方法與步驟

1．ZStack協(xié)議棧的安裝

（1）雙擊運行ZStack-CC2530-2.5.1a.exe協(xié)議棧安裝程序，出現(xiàn)圖1-18所示的

安裝啟動界面，單擊Next按鈕。

圖1-18ZStack協(xié)議棧安裝啟動界面

11

無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

（2）進入圖1-19所示的安裝啟動界面，選擇ZStack協(xié)議棧所需的安裝路徑。

這里選擇默認的安裝路徑：C:\TexasInstruments\ZStack-CC2530-2.5.1a，單擊Next按鈕。

圖1-19選擇ZStack協(xié)議棧所需的安裝路徑

（3）安裝完成ZStack協(xié)議棧之后，顯示圖1-20所示安裝成功信息，單擊Finish

按鈕。

圖1-20ZStack協(xié)議棧安裝完成

12

項目1

認識無線傳感網(wǎng)絡

2．打開ZStack協(xié)議棧工程項目

（1）ZStack協(xié)議棧安裝完成之后，打開所在的安裝目錄C:\TexasInstruments\

ZStack-CC2530-2.5.1a\Projects\zstack\Samples，如圖1-21所示，可以看到TI公司的

ZStack協(xié)議棧提供三種應用開發(fā)項目模板。

圖1-21ZStack協(xié)議棧應用開發(fā)模板

（2）打開IAR開發(fā)平臺，選擇File→Open→Workspace選項，如圖1-22所示。

圖1-22選擇Workspace選項

（3）這里選擇Sample工程項目模板，找到ZStack協(xié)議棧的C:\TexasInstruments\

ZStack-CC2530-2.5.1a\Projects\zstack\Samples\SampleApp\CC2530DB目錄下的SampleApp.eww

工程文件，如圖1-23所示。

13

無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

圖1-23選擇SampleApp.eww工程文件

（4）選擇Sample工程項目中的SampleApp.eww工程文件之后，打開所對應的協(xié)

議棧工程項目，如圖1-24所示。

圖1-24打開對應協(xié)議棧工程項目

14

項目1

認識無線傳感網(wǎng)絡

3．ZStack協(xié)議棧項目代碼編寫與編譯

（1）在App應用層初始化函數(shù)中，對物聯(lián)網(wǎng)設備中的P1.0和P1.1兩盞LED發(fā)

光二極管（又稱LED燈）進行初始化設置，主要功能實現(xiàn)代碼如下面代碼段中的斜

體字部分：

voidSampleApp_Init(uint8task_id)

{

SampleApp_TaskID=task_id;

SampleApp_NwkState=DEV_INIT;

SampleApp_TransID=0;

設置和引腳為通用功能

P1SEL&=~0x03;//P1_0P1_1IO

P1DIR|=0x03;//設置P1_0和P1_1引腳為輸出功能

P1_0=0;//初始化低電平熄滅LED1燈

P1_1=0;//初始化高電平熄滅LED2燈

...

}

（2）在SampleApp_ProcessEvent的應用層處理事件函數(shù)中完成LED燈狀態(tài)改變

功能代碼。這里實現(xiàn)P1.0和P1.1引腳連接的兩盞LED燈點亮，主要功能實現(xiàn)代碼如

下面代碼段中的斜體字部分：

uint16SampleApp_ProcessEvent(uint8task_id,uint16events)

{

...

caseZDO_STATE_CHANGE:

SampleApp_NwkState=(devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);

if((SampleApp_NwkState==DEV_ZB_COORD)

||(SampleApp_NwkState==DEV_ROUTER)

||(SampleApp_NwkState==DEV_END_DEVICE))

{

高電平點亮燈

P1_0=1;//LED1

P1_1=1;//低電平點亮LED2燈

}

...

}

（3）右擊SampleApp選項，在彈出的快捷菜單中選擇Make選項進行項目編譯，

如圖1-25所示。

15

無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

圖1-25選擇Make選項

（4）如果源文件沒有錯誤，則此時會在IAR集成開發(fā)環(huán)境的左下角彈出

Messages窗口。該窗口中顯示了源文件的錯誤和警告信息，如圖1-26所示。

圖1-26編譯完成窗口

4．ZStack協(xié)議棧項目下載

（1）通過USB線纜一端連接CC2530仿真器接口，另一端連接端的USB接口，

再將仿真器的扁型電纜插入?yún)f(xié)調(diào)器模塊上的JTAG程序下載口，如圖1-27所示。

16

項目1

認識無線傳感網(wǎng)絡

圖1-27仿真器連接模塊JTAG程序下載口

（2）單擊圖1-28右上角所示的三角下載按鈕，將程序通過PC端下載至設備中

的CC2530模塊中。

圖1-28下載協(xié)議棧程序

（3）當下載過程中出現(xiàn)圖1-29所示的界面之后，先單擊“全速運行”按鈕，

再單擊打叉按鈕，完成整個程序的下載。

圖1-29完成程序下載

17

無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

5．物聯(lián)網(wǎng)協(xié)調(diào)器模塊程序運行效果

通過USB線纜一端連接物聯(lián)網(wǎng)設備模塊的USB接口，另一端連接PC端的USB

接口之后，設備模塊加電運行，完成LED1燈和LED2燈的點亮，如圖1-30所示。

圖1-30點亮LED1和LED2兩盞燈

拓展任務

任務描述

通過本項目兩個任務的操作訓練，同學們已經(jīng)掌握了IAR集成開發(fā)環(huán)境的搭建、

ZigBee協(xié)議棧的安裝步驟、ZigBee仿真器的驅(qū)動程序安裝、ZigBee開發(fā)平臺的配置、

CC2530程序調(diào)試，了解了IAR的協(xié)調(diào)器節(jié)點串口和終端節(jié)點的串口通信機制。協(xié)調(diào)

器組建網(wǎng)絡成功之后，將終端設備模塊加入無線傳感網(wǎng)絡調(diào)器，然后協(xié)調(diào)器收到之后

以廣播方式無線發(fā)送至終端節(jié)點模塊，到終端節(jié)點模塊后，控制兩盞LED燈的運行

和停止操作。

任務要求

（1）控制兩盞LED燈輪流顯示，每個燈之間間隔500ms。

（2）控制兩盞LED燈，一個燈每隔100ms閃爍，一個燈每隔500ms閃爍。

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項目1

認識無線傳感網(wǎng)絡

項目評價表

學生自評項目組互評教師評分各項合計

評價要素分值

30%20%50%總分總分

無線完成PPT制作10

傳感

網(wǎng)的

概念小組展示交流10

無線成功安裝IAR

10

傳感集成開發(fā)環(huán)境

網(wǎng)絡

開發(fā)成功安裝仿真器

平臺SmartRF04EB的10

搭建驅(qū)動程序

無線成功安裝ZStack

10

傳感協(xié)議棧

網(wǎng)絡ZStack協(xié)議棧

開發(fā)項目代碼編寫與10

平臺編譯

操作

應用項目調(diào)試成功10

項目總結報告10教師評價

工作操守5

素質(zhì)學習態(tài)度5

考核

合作與交流5

出勤5

學生自評簽名：項目組互評簽名：教師簽名：

日期：日期：日期：

補充說明：

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無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

項目2

協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點識別

項目情境

在常規(guī)無線傳感通信應用模式中，協(xié)調(diào)器相當于網(wǎng)關，是ZigBee網(wǎng)絡整體的核心。

每個ZigBee網(wǎng)絡只能接入一個ZigBee的協(xié)調(diào)器。協(xié)調(diào)器負責ZigBee網(wǎng)絡整體的建立、

管理，是網(wǎng)絡的中心。通過串口的作用，協(xié)調(diào)器既可以向終端節(jié)點發(fā)送控制命令，也

可以周期性地接收終端節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)。

本項目首先通過應用層系統(tǒng)事件的觸發(fā)完成協(xié)調(diào)器組網(wǎng)點亮LED燈，然后終端

節(jié)點加入?yún)f(xié)調(diào)器組建的無線網(wǎng)絡之后，點亮終端節(jié)點上的LED燈，最后通過系統(tǒng)事

件和自定義事件的各自觸發(fā)，分別完成協(xié)調(diào)器和終端節(jié)點模塊上LED燈的點亮。

學習目標

知識目標

■掌握協(xié)調(diào)器組建無線網(wǎng)絡流程

■掌握終點節(jié)點加入?yún)f(xié)調(diào)器網(wǎng)絡流程

■掌握系統(tǒng)事件觸發(fā)方式

■掌握自定義事件觸發(fā)方式

技能目標

■會使用協(xié)調(diào)器組網(wǎng)點亮LED燈

■會使用終端節(jié)點加入網(wǎng)絡點亮LED燈

■會使用系統(tǒng)事件函數(shù)的調(diào)用

■會使用觸發(fā)自定義事件函數(shù)的調(diào)用

任務2.1協(xié)調(diào)器組網(wǎng)點亮LED燈

任務描述

本次任務首先利用物聯(lián)網(wǎng)教學設備的協(xié)調(diào)器模塊構建無線傳感網(wǎng)絡，當協(xié)調(diào)器

20

項目2

協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點識別

視頻

模塊加電運行直到成為協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡狀態(tài)時，觸發(fā)系統(tǒng)事件產(chǎn)生，最后在系統(tǒng)

事件處理函數(shù)中點亮協(xié)調(diào)器上的兩盞LED燈。

任務分析

項目2協(xié)調(diào)器

組網(wǎng)點亮LED

物聯(lián)網(wǎng)教學設備的協(xié)調(diào)器模塊主要包括基于CC2530的無線通信模塊燈視頻1

和LED燈。當協(xié)調(diào)器模塊加電啟動運行時，CC2530的無線通信模塊開

始組建網(wǎng)絡；當網(wǎng)絡運行狀態(tài)為協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡狀態(tài)時，調(diào)用osal_set_event函數(shù)觸

發(fā)SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT系統(tǒng)事件產(chǎn)生，從而在SampleApp_

ProcessEvent系統(tǒng)事件處理函數(shù)中，點亮協(xié)調(diào)器模塊上P1_3引腳和P1_4引腳的兩

盞LED燈，表示當前協(xié)調(diào)器模塊構建無線傳感網(wǎng)絡，并成為協(xié)調(diào)器角色，如圖2-1

所示。

圖2-1協(xié)調(diào)器組網(wǎng)點亮LED燈流程圖

操作方法與步驟

1．運行ZStack協(xié)議棧工程項目

（1）打開IAREmbeddedWorkbenchfor80518.10Evaluation→IAREmbeddedWorkbench

開發(fā)平臺，如圖2-2所示。

（2）選擇File→Open→Workspace選項，如圖2-3所示。

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無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

圖2-2打開IAREmbeddedWorkbench開發(fā)平臺

圖2-3選擇Workspace選項

22

項目2

協(xié)調(diào)器與終端節(jié)點識別

（3）打開目錄D:\Zigbee_code\ZStack-CC2530-2.5.1a_2.1\Projects\zstack\Samples\

SampleApp\CC2530DB里面的SampleApp.eww工程文件，如圖2-4所示。

圖2-4打開SampleApp.eww工程文件

（4）在圖2-5所示界面左側的Workspace項的下拉列表中選擇CoordinatorEB選

項之后，打開SampleApp.c文件，界面右側所示所有代碼均為協(xié)調(diào)器節(jié)點服務。

圖2-5選擇CoordinatorEB選項

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無線傳感網(wǎng)絡應用項目化教程

2．協(xié)調(diào)器模塊LED燈硬件電路

協(xié)調(diào)器模塊上CC2530通信模塊的P1_3引腳連接LED3發(fā)光二極管，P1_4引

腳連接另一個LED4發(fā)光二極管，通過輸出高低電平可以點亮或者熄滅LED燈，如

圖2-6所示。

視頻

項目2協(xié)調(diào)器

組網(wǎng)點亮LED

燈視頻2圖2-6協(xié)調(diào)器P1_3和P1_4引腳電路連接

3．編寫項目功能代碼

（1）在SampleApp_Init函數(shù)中完成物聯(lián)網(wǎng)設備中P1_3和P1_4兩盞LED燈的初

始化操作，主要功能實現(xiàn)代碼如下面代碼段中的斜體字部分：

voidSampleApp_Init(uint8task_id)

{

SampleApp_TaskID=task_id;

SampleApp_NwkState=DEV_INIT;

SampleApp_TransID=0;

P1SEL&=~0x18;//設置P1_3和P1_4引腳為通用IO功能