《物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用》高職全套教學(xué)課件

《物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用》項(xiàng)目1基于工業(yè)總線(xiàn)的機(jī)床溫度管理項(xiàng)目2基于ZigBee的智能家居系統(tǒng)項(xiàng)目3基于Wi-Fi的智能家居聯(lián)動(dòng)項(xiàng)目4基于LoRa的廠(chǎng)區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)項(xiàng)目5基于藍(lán)牙4.0的溫度計(jì)系統(tǒng)全套可編輯PPT課件

項(xiàng)目一基于工業(yè)總線(xiàn)的機(jī)床溫度管理全套可編輯PPT課件

01項(xiàng)目概述項(xiàng)目背景機(jī)器溫度管理在工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)器溫度管理是非常重要的。如果機(jī)器溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞，影響生產(chǎn)效率。因此，需要實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。RS-485總線(xiàn)通信RS-485總線(xiàn)通信是工業(yè)生產(chǎn)中常用的通信協(xié)議之一，具有傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸速度快的特點(diǎn)。本項(xiàng)目將基于RS-485總線(xiàn)通信來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)床的溫度信息檢測(cè)功能。工業(yè)自動(dòng)化隨著工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度不斷提高，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)控和管理要求也越來(lái)越高。本項(xiàng)目的研究背景是工業(yè)自動(dòng)化，旨在解決工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題。030201通過(guò)本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，掌握總線(xiàn)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)等。掌握總線(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí)通過(guò)本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，掌握RS-485標(biāo)準(zhǔn)的特性，包括電氣特性、協(xié)議特性等。掌握RS-485標(biāo)準(zhǔn)特性通過(guò)本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，了解Modbus協(xié)議的基礎(chǔ)知識(shí)，包括協(xié)議結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)格式等。了解Modbus協(xié)議基礎(chǔ)知識(shí)項(xiàng)目目標(biāo)01020302任務(wù)描述與需求任務(wù)實(shí)施計(jì)劃本節(jié)課我們計(jì)劃完成項(xiàng)目的需求分析和設(shè)計(jì)，并完成項(xiàng)目的實(shí)施和測(cè)試。任務(wù)目標(biāo)本任務(wù)的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一種基于RS-485總線(xiàn)通信的機(jī)床溫度管理系統(tǒng)，以監(jiān)測(cè)和控制機(jī)床的溫度，確保機(jī)床的正常運(yùn)行。任務(wù)內(nèi)容車(chē)間生產(chǎn)設(shè)備因?yàn)槟Σ習(xí)a(chǎn)生熱量，工作時(shí)間的增加會(huì)導(dǎo)致機(jī)床高溫，從而發(fā)生異常，本任務(wù)將采集機(jī)床溫度，并通過(guò)RS-485總線(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。任務(wù)一：建立RS-485通信協(xié)議掌握總線(xiàn)的基礎(chǔ)知識(shí)包括總線(xiàn)的基本概念、總線(xiàn)的分類(lèi)、總線(xiàn)的特點(diǎn)等。掌握RS-485標(biāo)準(zhǔn)的特性包括RS-485標(biāo)準(zhǔn)的電氣特性、信號(hào)特性、傳輸特性等。了解Modbus通信協(xié)議的基礎(chǔ)知識(shí)包括Modbus通信協(xié)議的基本概念、協(xié)議結(jié)構(gòu)、通信過(guò)程等。職業(yè)技能目標(biāo)需求分析可靠性需求本項(xiàng)目的應(yīng)用場(chǎng)合是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，因此需要保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)分析需求本項(xiàng)目需要對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，因此需要對(duì)數(shù)據(jù)分析的方法和算法進(jìn)行研究。數(shù)據(jù)傳輸需求本項(xiàng)目需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，因此需要對(duì)RS-485總線(xiàn)通信協(xié)議進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究。03知識(shí)梳理串行通信是一種數(shù)據(jù)通信方式，它按位（bit）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每次傳輸一位數(shù)據(jù)，通過(guò)一定的時(shí)間間隔，將多位數(shù)據(jù)依次傳輸?shù)侥康牡?。串行通信總線(xiàn)是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線(xiàn)，由導(dǎo)線(xiàn)組成的傳輸線(xiàn)束?？偩€(xiàn)按功能和規(guī)范可分為數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)、控制總線(xiàn)、擴(kuò)展總線(xiàn)和局部總線(xiàn)五大類(lèi)型。總線(xiàn)總線(xiàn)與串行通信基礎(chǔ)知識(shí)總線(xiàn)與串行通信基礎(chǔ)知識(shí)RS-485通信屬于串行通信范疇，是計(jì)算機(jī)與外設(shè)或其它計(jì)算機(jī)按位傳輸數(shù)據(jù)的通信方式。串行通信串行通信具有傳輸線(xiàn)少、成本低的特點(diǎn)，主要適用于近距離的人機(jī)交換、實(shí)時(shí)監(jiān)控等系統(tǒng)通信工作。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和分布式工業(yè)控制系統(tǒng)中，設(shè)備之間通常通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口和通信電纜實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與信息交換。通信特點(diǎn)串行通信可通過(guò)電話(huà)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，因此串行通信接口是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的常用接口。遠(yuǎn)距離傳輸01020403數(shù)據(jù)交換RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)接口信號(hào)電平高：RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，存在不足之處，主要問(wèn)題是接口信號(hào)電平值較高，容易損壞接口電路芯片。邏輯關(guān)系與噪聲容限：RS-232接口為負(fù)邏輯關(guān)系，邏輯“1”為-15～-3V，邏輯“0”為3～15V，噪聲容限為2V。數(shù)據(jù)傳輸速率低：RS-232接口在異步傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率為20000bps，51CPLD開(kāi)發(fā)板中綜合程序的數(shù)據(jù)傳輸速率只能采用19200bps。共地傳輸與抗噪聲干擾性：RS-232接口使用共地傳輸形式，容易產(chǎn)生共模干擾，抗噪聲干擾性弱。傳輸距離有限：RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)的最大傳輸距離約為15m，無(wú)法滿(mǎn)足長(zhǎng)距離通信的需求。0102030405RS-485工作方式RS-485接口可以聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成分布式系統(tǒng)，允許最多并聯(lián)32個(gè)驅(qū)動(dòng)器和32個(gè)接收器。RS-485接口特點(diǎn)RS-485電氣特性RS-485的電氣特性表現(xiàn)為邏輯“1”以?xún)删€(xiàn)間的電壓差（2～6V）表示，邏輯“0”以?xún)删€(xiàn)間的電壓差（-6～-2V）表示。RS-485采用半雙工工作方式，發(fā)送電路須由使能信號(hào)加以控制，可以省掉許多信號(hào)線(xiàn)。RS-485串行總線(xiàn)RS-485接口特性RS-485多站能力RS-232-C接口在總線(xiàn)上僅允許連接一個(gè)收發(fā)器，具有單站能力；而RS-485接口在總線(xiàn)上允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器，具有多站能力。RS-485接口優(yōu)勢(shì)RS-485接口信號(hào)電平低，不易損壞接口電路芯片，且與TTL電平兼容。RS-485傳輸速率數(shù)據(jù)的最高傳輸速率為10Mbps，采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力強(qiáng)。RS-485最大傳輸距離RS-485接口的最大傳輸距離的標(biāo)準(zhǔn)值約為1219m，實(shí)際上可達(dá)3000m。04任務(wù)實(shí)施開(kāi)發(fā)板資源Cortex-M3內(nèi)核開(kāi)發(fā)板引出了STM32F103C8T6單片機(jī)的大部分I/O端口資源，用戶(hù)可在此基礎(chǔ)上根據(jù)需求開(kāi)發(fā)完整的系統(tǒng)。Cortex-M3內(nèi)核單片機(jī)的主頻可達(dá)72MHz，是最早的一款32位單片機(jī)，對(duì)用戶(hù)而言，便于開(kāi)發(fā)，難度系數(shù)較低。硬件選型RS-485模塊電路項(xiàng)目中開(kāi)發(fā)板引出了RS-485模塊電路，并預(yù)留出串口2，方便用戶(hù)使用工業(yè)總線(xiàn)控制，并提供參考示例。串口2與RS-485需要注意的是，串口2和RS-485的功能不可以同時(shí)使用，因?yàn)橹挥幸宦反?。在使用時(shí)需要進(jìn)行選擇。RS485_Init函數(shù)RS485_Init(u32bound)函數(shù)用于實(shí)現(xiàn)RS-485接口的初始化，相關(guān)代碼如下。RS485發(fā)函數(shù)和接收函數(shù)voidRS485_Send_Data(u8*buf,u8len)函數(shù)和voidUSART2_IRQHandler(void)函數(shù)通過(guò)RS-485實(shí)現(xiàn)了串口收發(fā)功能。main函數(shù)main函數(shù)首先對(duì)所有需要的硬件進(jìn)行初始化，包含LED（發(fā)光二極管）、串口1、RS-485接口等，通過(guò)板載RS-485與計(jì)算機(jī)端RS-232接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)。代碼解析05任務(wù)二：搭建機(jī)床數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)任務(wù)描述任務(wù)描述與需求車(chē)間生產(chǎn)設(shè)備因摩擦產(chǎn)生熱量，工作時(shí)間增加導(dǎo)致機(jī)床高溫異常，需要采集機(jī)床溫度數(shù)據(jù)并通過(guò)Modbus通信協(xié)議進(jìn)行傳輸。掌握傳輸方式需要掌握Modbus通信協(xié)議的傳輸方式，包括串口通信、網(wǎng)絡(luò)通信和無(wú)線(xiàn)通信等，以確保數(shù)據(jù)的有效傳輸。0201Modbus通信協(xié)議Modbus概述Modbus通信協(xié)議由Modicon于1979年開(kāi)發(fā)，是全球第一個(gè)真正用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的總線(xiàn)協(xié)議。目前施耐德電氣公司已將所有權(quán)移交給Modbus-IDA組織，該組織的成立為Modbus通信協(xié)議的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。Modbus通訊協(xié)議02電子控制器通用協(xié)議Modbus通信協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用協(xié)議，目前已成為通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?？刂破髦g或控制器與其他設(shè)備之間可通過(guò)此協(xié)議經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)）通信。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控Modbus通信協(xié)議使不同廠(chǎng)商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以構(gòu)成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。協(xié)議定義了消息幀結(jié)構(gòu)，描述了控制器請(qǐng)求訪(fǎng)問(wèn)其他設(shè)備的過(guò)程、如何響應(yīng)請(qǐng)求，以及如何偵測(cè)并記錄錯(cuò)誤。Modbus通訊協(xié)議02控制器識(shí)別消息在Modbus網(wǎng)絡(luò)上通信時(shí)，每個(gè)控制器必須知道其設(shè)備地址，按地址識(shí)別發(fā)來(lái)的消息，決定要做何種動(dòng)作。如果需要響應(yīng)，那么控制器將按Modbus消息幀格式生成反饋信息并發(fā)送。應(yīng)用層通信協(xié)議RS-485標(biāo)準(zhǔn)只對(duì)接口的電氣特性做出相關(guān)規(guī)定，并未對(duì)接插件、電纜和通信協(xié)議等進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，因此用戶(hù)需要在RS-485總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上制定應(yīng)用層通信協(xié)議。一般來(lái)說(shuō)，各應(yīng)用領(lǐng)域的RS-485通信協(xié)議都是指應(yīng)用層通信協(xié)議。通訊模型02Modbus是一種單主或多從的通信協(xié)議，在同一時(shí)間內(nèi)總線(xiàn)上只能有一個(gè)主設(shè)備，但可以有一個(gè)或多個(gè)從設(shè)備。Modbus通信協(xié)議通信總是由主設(shè)備發(fā)起，從設(shè)備沒(méi)有收到來(lái)自主設(shè)備的請(qǐng)求時(shí)，不會(huì)主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)。通信模型主設(shè)備發(fā)送的請(qǐng)求報(bào)文包括設(shè)備地址、功能碼、數(shù)據(jù)段、差錯(cuò)檢測(cè)區(qū)。請(qǐng)求報(bào)文響應(yīng)信息從設(shè)備的響應(yīng)信息也包含設(shè)備地址、功能碼、數(shù)據(jù)段和差錯(cuò)檢測(cè)區(qū)，其中設(shè)備地址為本機(jī)地址。設(shè)備地址設(shè)備地址是被選中的從設(shè)備的地址，功能碼用于告知被選中的從設(shè)備要執(zhí)行何種功能。數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段包含從設(shè)備要執(zhí)行的功能的附加信息，差錯(cuò)檢測(cè)區(qū)為從設(shè)備提供數(shù)據(jù)校驗(yàn)方法。通信模型在Modbus網(wǎng)絡(luò)中，主設(shè)備向從設(shè)備發(fā)送Modbus請(qǐng)求報(bào)文的模式有單播模式和廣播模式兩種。主設(shè)備模式通信模型主設(shè)備尋址單個(gè)從設(shè)備，從設(shè)備接收并處理完畢后向主設(shè)備返回一個(gè)響應(yīng)報(bào)文。單播模式主設(shè)備向Modbus網(wǎng)絡(luò)中的所有從設(shè)備發(fā)送請(qǐng)求報(bào)文，從設(shè)備接收并處理完畢后不要求返回響應(yīng)報(bào)文。廣播模式Modbus通信協(xié)議基于不同的物理鏈路存在不同的通信模式，如串行鏈路的RTU和ASCII模式，以太網(wǎng)鏈路的TCP模式。modbus通信模式三種通信模式的數(shù)據(jù)模型與功能調(diào)用是相同的，唯一的不同之處在于傳輸報(bào)文的封裝方式。通信模式的數(shù)據(jù)模型通信模式寄存器寄存器是CPU內(nèi)部的一種存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和指令。寄存器概述表1-2-1

Modbus寄存器的分類(lèi)與特性寄存器種類(lèi)特性說(shuō)明實(shí)際應(yīng)用線(xiàn)圈（Coil）狀態(tài)輸出端口（可讀可寫(xiě)），相當(dāng)于PLC的數(shù)字量輸出（DO）LED顯示、電磁閥輸出等離散輸入（DiscreteInput）狀態(tài)輸入端口（只讀），相當(dāng)于PLC的數(shù)字量輸入（DI）接近開(kāi)關(guān)、撥碼開(kāi)關(guān)等保持寄存器（HoldingRegister）輸出參數(shù)或保持參數(shù)（可讀可寫(xiě)），相當(dāng)于PLC的模擬量輸出（AO）模擬量輸出設(shè)定值、PID運(yùn)行參數(shù)、傳感器報(bào)警閾值等輸入寄存器（InputRegister）輸入?yún)?shù)（只讀），相當(dāng)于PLC的模擬量輸入（AI）模擬量輸入值Modbus通信協(xié)議在不同物理鏈路上的消息幀是有差異的，此處主要介紹串行鏈路RTU模式的Modbus消息幀格式。在RTU模式中，消息的發(fā)送與接收以至少3.5個(gè)字符時(shí)間的停頓間隔為標(biāo)志。消息幀格式表1-2-2典型的ModbusRTU消息幀格式起始位地址功能碼數(shù)據(jù)CRC結(jié)束符≥3.58位8位n個(gè)8位16位≥3.5個(gè)字符消息幀格式表1-2-2典型的ModbusRTU消息幀格式起始位地址功能碼數(shù)據(jù)CRC結(jié)束符≥3.58位8位n個(gè)8位16位≥3.5個(gè)字符消息幀各組成部分及其功能如下。（1）地址域。地址域存儲(chǔ)了Modbus通信幀中的從設(shè)備地址，ModbusRTU消息幀的地址域長(zhǎng)度為1字節(jié)。在Modbus網(wǎng)絡(luò)中，主設(shè)備沒(méi)有地址，每個(gè)從設(shè)備都具有唯一的地址。從設(shè)備的地址范圍為0～247，其中，地址0作為廣播地址，因此從設(shè)備實(shí)際的地址范圍是1～247。在下行幀中，地址域表明只有符合地址范圍的從設(shè)備才能接收由主設(shè)備發(fā)送的消息。上行幀中的地址域指明了該消息幀來(lái)自哪一設(shè)備。（2）功能碼域。功能碼域指明了消息幀的功能，其取值范圍為1～255（十進(jìn)制）。（3）數(shù)據(jù)域。數(shù)據(jù)域與功能碼緊密相關(guān)，是存儲(chǔ)功能碼需要操作的具體數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位，長(zhǎng)度是可變的。（4）CRC（CyclicalRedundancyCheck，循環(huán)冗余校驗(yàn)）域。ModbusRTU消息幀的CRC域由2字節(jié)構(gòu)成，其值是通過(guò)對(duì)全部報(bào)文內(nèi)容進(jìn)行CRC計(jì)算得到的，計(jì)算對(duì)象包括CRC域之前的所有字節(jié)。在CRC域中添加消息幀時(shí)，先添加低字節(jié)再添加高字節(jié)，因此最后1字節(jié)是CRC域的高字節(jié)。添加代碼包添加濕度傳感器驅(qū)動(dòng)代碼包添加RS-485總線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)的相關(guān)代碼包添加Modbus通信協(xié)議的相關(guān)代碼包核心代碼解析0102u8ModBus_ReadTemp(void){

RS485_Send_Data(readtemp,8);

}u8ModBus_ReadHumi(void){ RS485_Send_Data(readhumi,8);}voidModBus_RecData(void)//表示從設(shè)備發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù){ if(recflag==1) { if(RS485_RX_BUF[0]==0x01)//地址為1 { switch(RS485_RX_BUF[1])//判斷功能碼 { case4://讀數(shù)據(jù)寄存器 calCRC=CRC_Compute(RS485_RX_BUF,RS485_RX_CNT-2);recCRC=((u16)RS485_RX_BUF[RS485_RX_CNT-2]<<8)|RS485_RX_BUF[RS485_RX_CNT-1];//讀取CRC if(calCRC==recCRC)//表明CRC正確 { if(RS485_RX_BUF[2]==0x02)//讀取2字節(jié) { if(count%2)//濕度humi=(float)((u16)(RS485_RX_BUF[3]<<8)|RS485_RX_BUF[4])/10.0; else//溫度temp=(float)((u16)(RS485_RX_BUF[3]<<8)|RS485_RX_BUF[4])/10.0; } } break; } }項(xiàng)目二基于ZigBee的智能家居系統(tǒng)01建立ZigBee硬件環(huán)境智能家居系統(tǒng)介紹智能家居利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家居設(shè)備互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)智能化控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。智能家居定義智能家居系統(tǒng)能提升家居安全性、健康性、舒適性和智能化水平。智能家居生活場(chǎng)景，包括智能窗簾、智能照明、智能安防等。系統(tǒng)帶來(lái)的變革智能家居系統(tǒng)能在日常生活中帶來(lái)許多便利，如早晨自動(dòng)播放音樂(lè)喚醒，晚上自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光和溫度，遠(yuǎn)程監(jiān)控家中安全等。日常生活示例01020403場(chǎng)景設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于ZigBee技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)。項(xiàng)目目標(biāo)實(shí)現(xiàn)家居設(shè)備的自動(dòng)化控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)收集與分析等功能。預(yù)期成果完成CC2530的I/O端口控制實(shí)驗(yàn)、完成CC2530的串口通信實(shí)驗(yàn)、完成CC2530的溫濕度采集和串口發(fā)送實(shí)驗(yàn)。任務(wù)需求項(xiàng)目概述010203ZigBee技術(shù)簡(jiǎn)介技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域智能家居、工業(yè)自動(dòng)化、健康監(jiān)測(cè)等。ZigBee技術(shù)特點(diǎn)低功耗、高安全性、自組織網(wǎng)絡(luò)、短距離通信等。CC2530芯片概述CC2530芯片是一種片上系統(tǒng)（SoC），支持ZigBee/IEEE802.15.4協(xié)議，包括8051CPU、RF收發(fā)器、內(nèi)存等。ZigBee模塊采用的CC2530是由德州儀器（TI）公司生產(chǎn)的可支持IEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE標(biāo)準(zhǔn)的片上系統(tǒng)（SoC）解決方案。CC2530集成了業(yè)界領(lǐng)先的射頻收發(fā)器和增強(qiáng)型8051單片機(jī)，運(yùn)行內(nèi)存為8KB，配備了32KB、64KB、128KB、256KB的閃存塊，還集成了一系列功能強(qiáng)大的外設(shè)。在軟件方面，CC2530支持RemoTI、Z-Stack、SimpliciTI等協(xié)議棧和BasicRF通信協(xié)議，極大地簡(jiǎn)化了使用者的開(kāi)發(fā)流程。CC2530能夠以非常低的總材料清單成本構(gòu)建健壯的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。CC2530芯片特性IAREmbeddedWorkbenchfor8051TI

公司提供的BasicRF軟件包中的示例程序是基于IARSystems公司開(kāi)發(fā)的IAREmbeddedWorkbenchfor8051集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IntegratedDevelopmentEnvironment，IDE）建立的。IARSystems公司是全球領(lǐng)先的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具和服務(wù)的提供商，成立于1983年，其提供的產(chǎn)品和服務(wù)涉及嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和測(cè)試的每個(gè)階段，包括C/C++編譯器、調(diào)試器的IDE、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、中間件、開(kāi)發(fā)套件、硬件仿真器及狀態(tài)機(jī)建模工具，最著名的產(chǎn)品是IAREmbeddedWorkbenchfor8051，支持ARM、AVR、MSP430等眾多芯片內(nèi)核平臺(tái)。安裝與配置步驟（略）安裝IAREmbeddedWorkbenchfor8051CCDebugger調(diào)試器CCDebugger是用于TI公司的低功耗射頻片上系統(tǒng)的小型編程器和調(diào)試器，支持TI公司的多個(gè)CC系列產(chǎn)品線(xiàn)。CCDebugger可以與IAREmbeddedWorkbenchfor8051（7.51A

或更高版本）一起使用以進(jìn)行調(diào)試，還可與SmartRFFlashProgrammer（閃存編程器）一起使用以進(jìn)行閃存編程。另外，CCDebugger還可用于控制SmartRFStudio中的所選器件。開(kāi)發(fā)環(huán)境與工具I/O端口控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆誈PIO（通用輸入/輸出）配置和LED（發(fā)光二極管）控制方法。由于LED具有單向?qū)щ娞匦?，即只有在正向電壓（正極接正，負(fù)極接負(fù)）下才能導(dǎo)通發(fā)光。P1.0接LED（VD1）的負(fù)極，所以當(dāng)P1.0輸出低電平時(shí)，VD1點(diǎn)亮；當(dāng)P1.0輸出高電平時(shí)，VD1熄滅。P1.0的相關(guān)寄存器如表2-1-1所示。I/O端口控制實(shí)驗(yàn)P1.0的配置：按照表2-1-1，對(duì)P1.0進(jìn)行配置，當(dāng)P1.0輸出低電平時(shí)，VD1點(diǎn)亮，所以配置如下。I/O端口控制實(shí)驗(yàn)核心代碼講解：下面為核心代碼講解。main函數(shù)作為程序入口，首先實(shí)現(xiàn)了LED的初始化，然后進(jìn)入一個(gè)死循環(huán)，通過(guò)對(duì)LED的高、低電平轉(zhuǎn)換和延時(shí)實(shí)現(xiàn)了LED的閃爍。CC2530的串口通信實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)功能：使用P0_2作為RX（接收端），使用P0_3作為T(mén)X（發(fā)送端），將P0_2、P0_3配置為外設(shè)功能。USART0和USART1是串行通信接口，它們能夠分別運(yùn)行于異步UART（通用異步收發(fā)器）模式或者同步SPI（串行外設(shè)接口）模式，兩個(gè)USART（通用同步/異步收發(fā)器）具有同樣的功能.通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握CC2530串口的配置與使用，并通過(guò)串口調(diào)試助手實(shí)現(xiàn)字符串的數(shù)據(jù)收發(fā)。U0CSR（USART0控制和狀態(tài)寄存器）、U0GCR（USART0通用控制寄存器）、U0BAUD（USART0

波特率控制寄存器）、U0DBUF（USART0接收/發(fā)送數(shù)據(jù)緩存寄存器）、UTX0IF（發(fā)送中斷標(biāo)志寄存器）、CLKCONCMD（時(shí)鐘控制命令寄存器）、CLKCONSTA是一個(gè)只讀寄存器，用于獲得當(dāng)前時(shí)鐘狀態(tài)寄存器：CC2530的串口通信實(shí)驗(yàn)CC2530配置串口的步驟：配置I/O，使用外設(shè)功能，此處將P0_2和P0_3作為串口UART0。配置相應(yīng)串口的控制和狀態(tài)寄存器。12配置串口工作的波特率。3CC2530的溫濕度采集和串口發(fā)送實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)功能：接收溫濕度傳感器DHT11采集的溫濕度數(shù)據(jù)，并通過(guò)串口向串口調(diào)試助手發(fā)送數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)相關(guān)的寄存器中用到了串口和P0_7，前面已詳細(xì)講解了串口相關(guān)寄存器的配置與使用，此處不再贅述。DHT11程序采用模塊化編程的思想，僅需調(diào)用溫度讀取函數(shù)即可，移植到其他平臺(tái)也非常容易。02ZigBee的原理及協(xié)議棧通信IEEE802.15.4IEEE802.15.4是一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，由IEEE802.15工作組開(kāi)發(fā)2003年發(fā)布針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域定義了低速無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)（LR-WPAN）的物理層和MAC層應(yīng)用于家庭自動(dòng)化、工業(yè)控制等ZigBee近距離、低功耗、低成本無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)適用于傳輸速率和距離要求不高的場(chǎng)景，工作頻段：2.4GHz、868MHz、915MHz傳輸速率：最高250kbps，距離10～80mBasicRF由TI公司為CC2530提供，基于IEEE802.15.4或ZigBee包含硬件抽象層、BasicRF層和應(yīng)用層提供簡(jiǎn)單的雙向無(wú)線(xiàn)收發(fā)協(xié)議和數(shù)據(jù)安全認(rèn)識(shí)IEEE802.15.4、ZigBee和BasicRF三者之間關(guān)系IEEE802.15.4為基礎(chǔ)，定義物理層和MAC層ZigBee構(gòu)建于IEEE802.15.4之上，包含網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層BasicRF基于IEEE802.15.4，功能相對(duì)簡(jiǎn)單，主要用于演示，限制和特點(diǎn):不自動(dòng)加入網(wǎng)絡(luò)，無(wú)組網(wǎng)指示；僅支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，無(wú)網(wǎng)絡(luò)角色定義；傳輸時(shí)不完全遵循CSMA-CA協(xié)議；缺少數(shù)據(jù)包重傳機(jī)制高安全性數(shù)據(jù)完整性檢查與鑒權(quán)AES加密算法保護(hù)靈活的安全屬性配置低成本簡(jiǎn)化的協(xié)議減少了對(duì)控制器的要求免協(xié)議專(zhuān)利費(fèi)用內(nèi)存占用?。褐鞴?jié)點(diǎn)32KB，子節(jié)點(diǎn)4KB低時(shí)延快速設(shè)備搜索與激活適用于高時(shí)延要求的控制領(lǐng)域網(wǎng)絡(luò)容量大高可靠性物理層擴(kuò)頻技術(shù)抵抗干擾MAC層應(yīng)答重傳與CSMA機(jī)制動(dòng)態(tài)信道切換能力低功耗低傳輸速率與發(fā)射功率支持休眠模式，延長(zhǎng)電池壽命設(shè)備續(xù)航可達(dá)6個(gè)月至2年支持多種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：星形、簇樹(shù)形、網(wǎng)狀可組成包含65000個(gè)節(jié)點(diǎn)的大型網(wǎng)絡(luò)ZigBee的特點(diǎn)ZigBee與其他短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域中，常見(jiàn)的短距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)除ZigBee外，還有Wi-Fi和藍(lán)牙，下面從工作頻率、傳輸速率、典型應(yīng)用等方面對(duì)三種通信技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較，特征對(duì)比下表所示。特征Wi-Fi藍(lán)牙ZigBee工作頻率2.4GHz價(jià)格貴便宜較便宜通信距離100～300m2～30m50～300m傳輸速率300Mbps3Mbps250kbps功耗高低低設(shè)備連接能力中弱強(qiáng)安全性低高高組網(wǎng)能力較弱節(jié)點(diǎn)多、穩(wěn)定性稍遜于ZigBee節(jié)點(diǎn)多、穩(wěn)定性高典型應(yīng)用無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)可穿戴設(shè)備家居智能化Zigbee技術(shù)多領(lǐng)域應(yīng)用在數(shù)字家庭中的應(yīng)用Zigbee技術(shù)可用于智能家居系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)家電設(shè)備的無(wú)線(xiàn)控制和互聯(lián)互通。在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用Zigbee技術(shù)可用于工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的無(wú)線(xiàn)通信和數(shù)據(jù)傳輸。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用Zigbee技術(shù)可用于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)環(huán)境參數(shù)和控制農(nóng)業(yè)設(shè)備。在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用Zigbee技術(shù)可用于醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者的生理參數(shù)并傳輸數(shù)據(jù)。任務(wù)實(shí)施BasicRF無(wú)線(xiàn)點(diǎn)燈實(shí)驗(yàn)：通過(guò)BasicRF實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信功能，以無(wú)線(xiàn)控制LED開(kāi)關(guān)。1）BasicRF的啟動(dòng)確保外設(shè)沒(méi)有問(wèn)題。創(chuàng)建一個(gè)basicRfCfg_t的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并初始化其中的成員。1. typedefstruct{2. uint16myAddr; //16位的短地址（就是節(jié)點(diǎn)的地址）3. uint16panId; //節(jié)點(diǎn)的PAN_ID4. uint8channel; //RF通道（必須在11～26）5. uint8ackRequest; //目標(biāo)確認(rèn)時(shí)設(shè)置為true6. #ifdefSECURITY_CCM //是否加密，預(yù)定義中取消了加密uint8*securityKey;7. uint8*securityNonce;8. #endif9. }basicRfCfg_t;調(diào)用basicRfInit函數(shù)進(jìn)行協(xié)議的初始化，具體代碼可以在“basic_rf.h”文件中找到，即uint8basicRfInit(basicRfCfg_t*pRfConfig)。任務(wù)實(shí)施2）BasicRF的發(fā)送（1）創(chuàng)建一個(gè)buffer，把payload放入其中。payload的最大字節(jié)數(shù)為103。（2）調(diào)用basicRfSendPacket函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)，并查看其返回值，具體代碼可以在“basic_rf.c”文件中找到，即uint8basicRfSendPacket(uint16destAddr,uint8*pPayload,uint8length)。其中，destAddr表示目的地址；pPayload表示指向發(fā)送緩沖區(qū)的指針；length表示發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。函數(shù)功能：向短地址發(fā)送指定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)，若發(fā)送成功，則返回SUCCESS；若發(fā)送失敗，則返回FAILED。BasicRF發(fā)送的代碼如圖2-2-4所示。3）BasicRF的接收（1）上層通過(guò)basicRfPacketIsReady函數(shù)來(lái)檢查是否接收到一個(gè)新數(shù)據(jù)包，具體代碼可以在“basic_rf.c”文件中找到，即uint8basicRfPacketIsReady(void)。函數(shù)功能：檢查模塊是否已經(jīng)可以接收下一個(gè)數(shù)據(jù)，若準(zhǔn)備就緒，則返回TRUE。（2）調(diào)用basicRfReceive函數(shù)，把接收到的數(shù)據(jù)復(fù)制到buffer中，具體代碼可以在“basic_rf.c”文件中找到，即uint8basicRfReceive(uint8*pRxData,uint8len,int16*pRssi)。函數(shù)功能：接收來(lái)自BasicRF層的數(shù)據(jù)包，并為接收的數(shù)據(jù)和RSSI（接收信號(hào)強(qiáng)度指示）值配置緩沖區(qū)。任務(wù)實(shí)施03設(shè)計(jì)Zigbee智能家居的應(yīng)用功能了解智能家居場(chǎng)景的功能了解智能家居場(chǎng)景的功能，包括照明控制、電器控制、安全防范等方面的應(yīng)用，能夠根據(jù)需求設(shè)計(jì)出符合實(shí)際的智能家居場(chǎng)景。熟悉協(xié)議棧并通過(guò)協(xié)議棧搭建應(yīng)用系統(tǒng)熟悉ZigBee協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，掌握通過(guò)協(xié)議棧搭建應(yīng)用系統(tǒng)的方法，包括定義應(yīng)用層、創(chuàng)建綁定表、建立安全機(jī)制等。職業(yè)技能目標(biāo)智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過(guò)協(xié)議棧完成智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)智能家居功能的場(chǎng)景。無(wú)線(xiàn)通信搭建場(chǎng)景通過(guò)ZigBee協(xié)議棧完成ZigBee無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信搭建智能家居場(chǎng)景。任務(wù)描述利用ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)，構(gòu)建起一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。ZigBee無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，將智能家居場(chǎng)景中的各個(gè)設(shè)備連接起來(lái)，形成一個(gè)完整的系統(tǒng)。無(wú)線(xiàn)通信搭建場(chǎng)景任務(wù)需求ZigBee的定義無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)是大規(guī)模、無(wú)線(xiàn)、自組織、多跳、無(wú)分區(qū)、無(wú)基礎(chǔ)設(shè)施支持的網(wǎng)絡(luò)，其中的節(jié)點(diǎn)同構(gòu)且成本較低、體積較小，大部分節(jié)點(diǎn)不移動(dòng)，隨意分布在工作區(qū)域。ZigBee的定義ZigBee是IEEE802.15.4協(xié)議的代名詞，是一種短距離、低功耗的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，特點(diǎn)在于近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低傳輸速率、低成本，主要適用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)的定義物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物體與互聯(lián)網(wǎng)連接，進(jìn)行信息交換和通信。030201ZigBee的特點(diǎn)ZigBee的特點(diǎn)使其成為嵌入式設(shè)備的理想選擇，可以嵌入各種設(shè)備中實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信功能，為設(shè)備提供更靈活的連接方式，并降低設(shè)備的功耗和成本。ZigBee與其它技術(shù)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)可以采用ZigBee、藍(lán)牙、Wi-Fi和紅外線(xiàn)等技術(shù)，而ZigBee是一種雙向無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，基于IEEE802.15.4無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)研制和開(kāi)發(fā)。ZigBee的定義ZigBee協(xié)議棧建立在IEEE802.15.4的物理層和介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制層的規(guī)范之上，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。在應(yīng)用層內(nèi)提供了應(yīng)用程序支持子層（APS）和ZigBee設(shè)備對(duì)象（ZDO）。ZigBee協(xié)議棧建立規(guī)范ZigBee協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)ZigBee設(shè)備對(duì)象是特殊的應(yīng)用程序?qū)ο?，在端點(diǎn)0上實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)程設(shè)備通過(guò)ZigBee設(shè)備對(duì)象請(qǐng)求描述符信息，接收到請(qǐng)求時(shí)，會(huì)調(diào)用配置對(duì)象獲取相應(yīng)的描述符值。ZigBee的設(shè)備對(duì)象ZigBee應(yīng)用層包括應(yīng)用程序支持子層、ZigBee設(shè)備對(duì)象和制造商定義的應(yīng)用程序?qū)ο?。?yīng)用程序支持子層的功能包括維持綁定表、在綁定的設(shè)備之間傳送消息。ZigBee應(yīng)用層功能ZigBee設(shè)備對(duì)象功能ZigBee設(shè)備對(duì)象的功能包括定義設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色，發(fā)起和響應(yīng)綁定請(qǐng)求，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間建立安全機(jī)制。ZigBee設(shè)備對(duì)象還負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，并提供應(yīng)用服務(wù)。ZigBee應(yīng)用層服務(wù)接口ZigBee應(yīng)用層除提供一些必要的函數(shù)及為網(wǎng)絡(luò)層提供合適的服務(wù)接口外，還有一個(gè)重要的功能是定義應(yīng)用程序?qū)ο蟆＿\(yùn)行在ZigBee協(xié)議棧上的應(yīng)用程序?qū)嶋H上就是廠(chǎng)商自定義的應(yīng)用程序?qū)ο?，并且遵循?guī)范運(yùn)行在端點(diǎn)1～240上。ZigBee協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)ZigBee協(xié)議棧的安裝協(xié)議棧目錄協(xié)議棧目錄包括“Components”、“Documents”、“Projects”和“Tools”等文件夾，分別用于存儲(chǔ)庫(kù)代碼、開(kāi)發(fā)文檔、例子程序和工具。工程文件平臺(tái)注意事項(xiàng)從軟件開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)角度建議復(fù)制工程至非中文目錄，避免有些開(kāi)發(fā)環(huán)境不支持中文路徑的問(wèn)題。如果文件目錄太長(zhǎng)，打開(kāi)工程時(shí)IAR可能會(huì)關(guān)閉，只需將工程上移幾層即可。安裝協(xié)議棧雙擊“ZStack-CC2530-2.5.1a.exe”文件進(jìn)行安裝，可以選擇默認(rèn)路徑或自定義安裝路徑。030201ZigBee協(xié)議棧驅(qū)動(dòng)的溫濕度傳感器溫濕度傳感器移植我們?cè)诨A(chǔ)實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)完成了溫濕度傳感器的驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)在需要將溫濕度傳感器移植到協(xié)議棧ZStack上。無(wú)線(xiàn)溫濕度采集協(xié)議棧應(yīng)用與組網(wǎng)在ZStack點(diǎn)播實(shí)驗(yàn)中，使用點(diǎn)播終端設(shè)備針對(duì)性地向指定設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，而廣播和組播可能會(huì)造成數(shù)據(jù)的冗余。打開(kāi)ZigBee協(xié)議棧，將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中的“DHT11.c”和“DHT11.h”文件復(fù)制至“SampleApp”下的“Source”文件夾中。App是應(yīng)用層目錄，是用戶(hù)創(chuàng)建各種不同工程的區(qū)域。HAL是硬件層目錄，包含與硬件相關(guān)的配置、驅(qū)動(dòng)及操作函數(shù)。協(xié)議棧文件結(jié)構(gòu)NWK是網(wǎng)絡(luò)層目錄，包含網(wǎng)絡(luò)層參數(shù)配置文件、網(wǎng)絡(luò)層庫(kù)的函數(shù)接口文件及應(yīng)用程序支持子層庫(kù)的函數(shù)接口文件。網(wǎng)絡(luò)層與安全層OSAL是協(xié)議棧的操作系統(tǒng)。Profile是應(yīng)用框架層目錄，包含應(yīng)用框架層處理函數(shù)文件。協(xié)議棧操作系統(tǒng)ZigBee協(xié)議棧驅(qū)動(dòng)的溫濕度傳感器ZigBee實(shí)現(xiàn)家居燈光控制系統(tǒng)家居燈光控制系統(tǒng)首先需要檢測(cè)家內(nèi)是否有人和家內(nèi)的光照情況，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判斷是開(kāi)燈還是關(guān)燈，然后控制燈的開(kāi)關(guān)，僅在家內(nèi)有人且光照度較低的情況下開(kāi)燈。整個(gè)系統(tǒng)由光照度檢測(cè)子系統(tǒng)、人員檢測(cè)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)和燈開(kāi)關(guān)控制子系統(tǒng)組成。光照度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)光照度檢測(cè)子系統(tǒng)作為家居光照度信息監(jiān)測(cè)的信息采集發(fā)送部分，由光照度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)完成功能。傳感器獲取數(shù)據(jù)判斷照明條件光照度檢測(cè)子系統(tǒng)通過(guò)光照度傳感器獲得光照度數(shù)據(jù)，并以ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）的方式得到2字節(jié)的光照度數(shù)據(jù)。將處理結(jié)果發(fā)送至數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)，由該節(jié)點(diǎn)判斷光照度是否滿(mǎn)足照明條件，確保家居環(huán)境的舒適與安全。人員檢測(cè)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)周期性檢測(cè)家內(nèi)是否有人，并將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送至數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)。人體紅外傳感器通過(guò)判斷人體紅外傳感器輸出的電平高低得到檢測(cè)結(jié)果，有人時(shí)返回值為“1”，無(wú)人時(shí)返回值為“0”。電平判斷根據(jù)讀取的結(jié)果，向數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)發(fā)送檢測(cè)結(jié)果，確保系統(tǒng)能夠及時(shí)處理數(shù)據(jù)。發(fā)送檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)的工作原理如圖2-3-10所示，數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)通過(guò)接收其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，綜合判斷得到控制命令，并發(fā)送給燈開(kāi)關(guān)控制節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)的職責(zé)接收光照度檢測(cè)節(jié)點(diǎn)和人員檢測(cè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，通過(guò)綜合判斷得到開(kāi)燈或關(guān)燈的控制命令，并將控制命令發(fā)送至燈開(kāi)關(guān)控制節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)由ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)完成，負(fù)責(zé)詢(xún)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)角色并記錄地址，接收處理函數(shù)負(fù)責(zé)接收數(shù)據(jù)并記錄傳感器狀態(tài)。燈開(kāi)關(guān)控制節(jié)點(diǎn)的職責(zé)根據(jù)數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)的控制命令，負(fù)責(zé)執(zhí)行開(kāi)燈或關(guān)燈的操作，以確保照明設(shè)備的正常運(yùn)行和能源的有效管理。數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)燈開(kāi)關(guān)控制子系統(tǒng)：燈開(kāi)關(guān)控制子系統(tǒng)是智能家居中的重要組成部分，負(fù)責(zé)接收并執(zhí)行數(shù)據(jù)處理節(jié)點(diǎn)發(fā)送的控制命令，完成對(duì)燈開(kāi)關(guān)的控制。01繼電器控制燈開(kāi)關(guān)：燈開(kāi)關(guān)控制子系統(tǒng)上有4個(gè)可控的繼電器，可以通過(guò)發(fā)送1字節(jié)的控制命令來(lái)控制這些繼電器，每位對(duì)應(yīng)一個(gè)繼電器。02燈開(kāi)關(guān)控制子系統(tǒng)THANKS感謝觀(guān)看項(xiàng)目三基于Wi-Fi的智能家居聯(lián)動(dòng)01智能家居項(xiàng)目通過(guò)項(xiàng)目二，我們已經(jīng)完成了ZigBee的無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了底層的傳感器、控制器、報(bào)警器等相關(guān)設(shè)備的無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)，搭建了本地局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了智能家居項(xiàng)目中的底層數(shù)據(jù)匯聚和傳輸。本項(xiàng)目將實(shí)現(xiàn)底層數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和云端傳輸功能，以及數(shù)據(jù)的應(yīng)用層開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。項(xiàng)目介紹基于wifi的智能家居聯(lián)動(dòng)02任務(wù)一Wi-Fi控制通信了解Wi-Fi無(wú)線(xiàn)通信了解Wi-Fi的無(wú)線(xiàn)通信原理、特點(diǎn)以及應(yīng)用，熟悉Wi-Fi模塊的AT指令手冊(cè)。配置AT指令根據(jù)需求配置AT指令，實(shí)現(xiàn)Wi-Fi的配置。職業(yè)技能目標(biāo)任務(wù)描述與需求通信距離與速度掌握如何通過(guò)AT指令設(shè)置Wi-Fi模塊的通信距離和速度，以確保穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接。了解Wi-Fi模塊了解Wi-Fi模塊及其通信時(shí)的AT指令，能夠通過(guò)AT指令實(shí)現(xiàn)Wi-Fi模塊通信。知識(shí)梳理了解IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與演變，包括IEEE802.11-1997、IEEE802.11b、IEEE802.11a等。Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)與特性WLAN是設(shè)備利用射頻技術(shù)在免授權(quán)頻段中進(jìn)行無(wú)線(xiàn)連接，在局部范圍內(nèi)建立的網(wǎng)絡(luò)。WLAN通常由站點(diǎn)、接入點(diǎn)、無(wú)線(xiàn)介質(zhì)和分布式系統(tǒng)等部分組成，實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的通信和連接。WLAN與IEEE802.11Wi-Fi技術(shù)是世界上最熱門(mén)的WLAN標(biāo)準(zhǔn)，早期專(zhuān)門(mén)指代IEEE802.11b，后成為IEEE802.11家族的代名詞。Wi-Fi的發(fā)展01020403WLAN的組成及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)03Wi-Fi模塊及相關(guān)AT指令ESP8266ESP8266是一款超低功耗的UART-Wi-Fi透?jìng)髂K，擁有業(yè)內(nèi)極富競(jìng)爭(zhēng)力的封裝尺寸和超低能耗技術(shù)。封裝方式ESP8266有多種封裝方式，天線(xiàn)可支持板載PCB天線(xiàn)、IPEX接口和郵票孔接口三種形式。應(yīng)用領(lǐng)域ESP8266可廣泛應(yīng)用于智能電網(wǎng)、智能交通、智能家居、手持設(shè)備、工業(yè)控制等領(lǐng)域。產(chǎn)品特性支持IEEE802.11b/g/n標(biāo)準(zhǔn)，三種工作模式，內(nèi)置TCP或IP協(xié)議棧，支持多路TCPClient連接。硬件介紹ESP8266硬件接口豐富，可支持UART、I2C、PWM、GPIO、ADC等，適用于各種物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)合。工作模式ESP8266支持STA、AP、STA+AP三種工作模式，可兼作應(yīng)用處理器，超低能耗，適合為電池供電。Wi-Fi模塊及相關(guān)AT指令010402050306測(cè)試AT語(yǔ)法規(guī)則如表3-1-1所示，確保AT指令能夠正確執(zhí)行。測(cè)試ATAT+CWMODE，用于選擇Wi-Fi的應(yīng)用模式選擇Wi-Fi應(yīng)用模式AT+CWLAP，用于列出當(dāng)前可用的接入點(diǎn)列出當(dāng)前可用接入點(diǎn)Wi-Fi的AT指令配置Wi-Fi的AT指令配置設(shè)置AP模式下的參數(shù)AT+CWSAP，用于設(shè)置AP模式下的相關(guān)參數(shù)。退出接入點(diǎn)AT+CWQAP，用于退出當(dāng)前接入的接入點(diǎn)。加入接入點(diǎn)AT+CWJAP，用于加入指定的接入點(diǎn)。AT+CIPSTART，用于建立TCP或UDP連接。建立TCP/UDP連接AT+CIPSTATUS，用于獲取TCP或UDP連接的當(dāng)前狀態(tài)。獲得TCP/UDP連接狀態(tài)AT+CIPMUX，用于啟動(dòng)多路連接模式。啟動(dòng)多路連接模式Wi-Fi的AT指令配置發(fā)送數(shù)據(jù)AT+CIPCLOSE，用于關(guān)閉TCP或UDP連接。關(guān)閉TCP/UDP連接獲取本地IP地址AT+CIFSR，用于獲取本地IP地址，。AT+CIPSEND，用于發(fā)送數(shù)據(jù)。Wi-Fi的AT指令配置Wi-Fi的AT指令配置選擇TCP/IP應(yīng)用模式AT+CIPMODE，用于選擇TCP或IP的應(yīng)用模式。設(shè)置服務(wù)器主動(dòng)斷開(kāi)連接的超時(shí)時(shí)間AT+CIPSTO，用于設(shè)置服務(wù)器主動(dòng)斷開(kāi)連接的超時(shí)時(shí)間。設(shè)置波特率AT+CIOBAUD，用于設(shè)置波特率。發(fā)送AT指令開(kāi)啟服務(wù)器模式設(shè)置AP模式收發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送AT指令，若使用帶Wi-Fi模塊的接口，則不會(huì)有硬件連接錯(cuò)誤的情況，所以可以不發(fā)送AT指令。開(kāi)啟服務(wù)器模式。發(fā)送“AT+CIPMUX=1”和“AT+CIPSERVER=1,6666”指令，因?yàn)樵陂_(kāi)啟多路連接模式時(shí)才能開(kāi)啟服務(wù)器模式。發(fā)送“AT+CWMODE=2”或者“AT+CWMODE=3”指令。指令格式為AT+CWMODE=<mode>，其中，<mode>為1（STA模式）、2（AP模式）、3（STA+AP模式）。響應(yīng)返回?cái)?shù)據(jù)：OK。設(shè)置AP模式。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手在TCPClient模式，下添加“IP：（模塊默認(rèn)的IP地址），端口6666（上一步設(shè)置的）”來(lái)收發(fā)數(shù)據(jù)。AT指令操作說(shuō)明04Wi-Fi接收溫度任務(wù)描述與需求職業(yè)技能目標(biāo)能夠根據(jù)項(xiàng)目需求設(shè)計(jì)項(xiàng)目流程。能夠完成CC2530單片機(jī)與Wi-Fi模塊的接口程序，并組建Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。任務(wù)描述與需求能夠通過(guò)微處理器采集溫度數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過(guò)Wi-Fi傳輸至檢測(cè)終端。項(xiàng)目實(shí)施項(xiàng)目相關(guān)電路圖DS18B20輸出引線(xiàn)：紅色（VCC）、白色（DATA）、黑色（GND）或者為紅色（VCC）、綠色（DATA）、黃色（GND），焊接時(shí)DS18B20的白色或綠色引線(xiàn)在接插件3只引腳的中間，將DS18B20的紅色引線(xiàn)插入開(kāi)發(fā)板P10的3.3V就可以使用了。實(shí)驗(yàn)中用到了串口和P0_7，前面已詳細(xì)講解了串口相關(guān)寄存器的配置與使用，此處不再贅述。DS18B20程序采用模塊化編程思想，僅需調(diào)用溫度讀取函數(shù)，移植到其他平臺(tái)也非常容易。DS18B20接線(xiàn)和實(shí)物如圖3-2-1所示。main函數(shù)作為程序的主入口，實(shí)現(xiàn)了串口、Wi-Fi模塊、LED、溫度傳感器的初始化，采集數(shù)據(jù)后通過(guò)計(jì)算機(jī)或者手機(jī)的Wi-Fi連接至網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的服務(wù)器來(lái)接收程序，并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制。voidmain(void)Get_DS18B20函數(shù)為溫度傳感器驅(qū)動(dòng)函數(shù)，相關(guān)代碼如下。.charGet_DS18B20(void)向Wi-Fi模塊發(fā)送AT指令來(lái)控制Wi-Fi模塊charSendDataToWifi(char*str,intlen)向Wi-Fi模塊發(fā)送AT指令來(lái)控制Wi-Fi模塊，檢測(cè)Wi-Fi模塊返回的數(shù)據(jù)中有無(wú)“OK”。如果沒(méi)有“OK”，那么LED1燈閃爍以提示用戶(hù)檢查硬件連接。charSendAT(char*string)核心代碼介紹05Wi-Fi環(huán)境采集目標(biāo)任務(wù)描述職業(yè)技能目標(biāo)能夠基于協(xié)議棧進(jìn)行環(huán)境采集。能夠使用Wi-Fi模塊接收協(xié)調(diào)器采集的終端環(huán)境數(shù)據(jù)。任務(wù)描述與需求能夠通過(guò)協(xié)調(diào)器和終端進(jìn)行ZigBee無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)將ZigBee終端數(shù)據(jù)發(fā)送給協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器和Wi-Fi模塊通過(guò)串口進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，ZigBee終端與Wi-Fi模塊連接，并接收Wi-Fi模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)。CC2530串口功能介紹CC2530芯片具有兩個(gè)多功能串口：USART0和USART1。每個(gè)串口支持異步UART和同步SPI模式。串口功能可配置在備用I/O引腳上USART0:USART0:位置1:P0_2(RX),P0_3(TX)位置2:P1_4(RX),P1_5(TX)USART1:位置1:P0_5(RX),P0_4(TX)位置2:P1_7(RX),P1_6(TX)數(shù)據(jù)位：支持8位或9位數(shù)據(jù)傳輸。校驗(yàn)方式：可配置奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)或無(wú)校驗(yàn)。起始位和停止位：可配置電平。數(shù)據(jù)發(fā)送順序：可選擇最低有效位或最高有效位優(yōu)先。中斷和DMA：支持獨(dú)立接收中斷和DMA觸發(fā)。USART模式的功能特性PERCFG:控制外設(shè)功能。P2DIR:控制端口方向和外設(shè)優(yōu)先級(jí)。IEN0:使能中斷。IRCON2:中斷標(biāo)志。UxCSR/UxUCR/UxGCR:控制USART的工作狀態(tài)。UxBUF:數(shù)據(jù)緩沖。UxBAUD:控制波特率。關(guān)鍵寄存器及其作用1.配置串口備用位置和外設(shè)控制寄存器。2.配置I/O端口，如P0_2和P0_3用于USART0。3.設(shè)置端口外設(shè)優(yōu)先級(jí)。4.配置USART0的控制和狀態(tài)寄存器。5.設(shè)置波特率為115200bps。6.清零中斷標(biāo)志位，配置中斷使能。串口配置流程ESP8266初始化staticuint8InitESP8266(void)函數(shù)用于初始化ESP8266模塊，為其配置相關(guān)的參數(shù)和模式，以確保其能夠正常工作。接收協(xié)調(diào)器數(shù)據(jù)voidSerialApp_SendPeriodicMessage(void)函數(shù)用于接收協(xié)調(diào)器數(shù)據(jù)。Wi-Fi數(shù)據(jù)發(fā)送staticvoidSerialApp_Send(void)函數(shù)用于發(fā)送Wi-Fi數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)通過(guò)串口接收并處理，然后通過(guò)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。協(xié)議棧采集數(shù)據(jù)通過(guò)Wi-Fi進(jìn)行傳輸THANKS感謝觀(guān)看項(xiàng)目四基于LoRa的廠(chǎng)區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)項(xiàng)目四基于LoRa的廠(chǎng)區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)01搭建LoRa的廠(chǎng)區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)任務(wù)一:搭建LoRa認(rèn)知及環(huán)境職業(yè)技能目標(biāo):任務(wù)需求:了解低功耗廣域技術(shù)和LoRa協(xié)議的相關(guān)內(nèi)容。能夠搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境并完成程序的移植、配置、調(diào)試與下載。任務(wù)描述：城市的發(fā)展對(duì)工廠(chǎng)的生產(chǎn)環(huán)境提出了更高的要求，為了滿(mǎn)足這一要求，需要采集大型工廠(chǎng)不同區(qū)域的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠(chǎng)環(huán)境的管控。任務(wù)需求：通過(guò)本任務(wù)了解低功耗廣域技術(shù)，并且能夠搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境，測(cè)試開(kāi)發(fā)功能。低功耗廣域技術(shù)(LPWA)概述LPWA定義:實(shí)現(xiàn)低功耗下的遠(yuǎn)距離無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸技術(shù)對(duì)比:BLE、ZigBee、Wi-Fi:短距離、高功耗LPWA:千米級(jí)傳輸，鏈路預(yù)算高達(dá)160dBm優(yōu)勢(shì):低功耗、長(zhǎng)壽命電池使用，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)革命應(yīng)用前景:適用于廣泛的物聯(lián)網(wǎng)部署，實(shí)現(xiàn)物物互聯(lián)短距離ZigBeeBluetoothWi-Fi長(zhǎng)距離蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)低功耗廣域技術(shù)LPWA物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)LPWAN技術(shù)LPWAN概念:利用LPWA技術(shù)構(gòu)建的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分類(lèi):非授權(quán)頻段技術(shù):LoRa:由Semtech公司提出，全球LoRa聯(lián)盟支持SigFox:法國(guó)SigFox公司提出，但在中國(guó)未應(yīng)用授權(quán)頻段技術(shù):NB-IoT:基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)eMTC(LTEEnhancedMTO):基于LTE的優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特點(diǎn):廣覆蓋、低功耗、低成本運(yùn)營(yíng)維護(hù)支持高速率數(shù)據(jù)傳輸，適應(yīng)多樣化物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用Lora定義與特點(diǎn)Lora是一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的長(zhǎng)距離無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議，具有低功耗、廣覆蓋、大連接等特性。Lora技術(shù)創(chuàng)建及推廣背景隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，對(duì)于低功耗、長(zhǎng)距離、大規(guī)模的無(wú)線(xiàn)通信需求日益增長(zhǎng)，Lora技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并得到廣泛推廣。Lora主要運(yùn)行頻段Lora主要在非授權(quán)的Sub-GHz頻段運(yùn)行，如433MHz、863-870MHz等，這些頻段具有較好的傳播特性和較低的功耗。030201Lora技術(shù)簡(jiǎn)介2013年8月，Semtech公司發(fā)布LoRa芯片，使用Sub-GHz頻段，具備超長(zhǎng)距離和低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。LoRa芯片的接收靈敏度達(dá)到-148dBm，比業(yè)界其他同類(lèi)產(chǎn)品高20dBm以上，極大提高網(wǎng)絡(luò)連接的可靠性。LoRa芯片使用線(xiàn)性擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，既保持低功耗特性，又增加通信距離，增強(qiáng)抗干擾性能。LoRa網(wǎng)絡(luò)中的集中器或網(wǎng)關(guān)可并行接收并處理多個(gè)LoRa節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，因此系統(tǒng)容量大大提高。LoRa的技術(shù)背景LoRa芯片發(fā)布接收靈敏度線(xiàn)性擴(kuò)頻調(diào)制并行處理傳輸距離遠(yuǎn)LoRa技術(shù)具有遠(yuǎn)距離傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，在市區(qū)城鎮(zhèn)內(nèi)可達(dá)2km～5km，在郊區(qū)可達(dá)15km及以上。傳輸速率低LoRa技術(shù)的傳輸速率較低，數(shù)千比特/秒到數(shù)萬(wàn)比特/秒，適用于低速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用場(chǎng)景。工作頻段免授權(quán)LoRa技術(shù)工作在免授權(quán)的ISM頻段，無(wú)需申請(qǐng)頻率使用權(quán)，方便快捷。成本低LoRa網(wǎng)關(guān)價(jià)格低，企業(yè)可自行組網(wǎng)，降低了運(yùn)營(yíng)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。低功耗LoRa技術(shù)的功耗較低，電池壽命可達(dá)10年，降低了設(shè)備運(yùn)營(yíng)成本，提高了設(shè)備的使用壽命。容量大LoRa網(wǎng)關(guān)可連接上萬(wàn)個(gè)節(jié)點(diǎn)，滿(mǎn)足了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備海量連接的需求，提高了網(wǎng)絡(luò)覆蓋和穩(wěn)定性。LoRa的技術(shù)特點(diǎn)010402050306適合的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用智慧農(nóng)業(yè)智慧城市智慧消防研發(fā)LoRa模塊的企業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域LoRa的技術(shù)特點(diǎn)決定了其適合部署在傳輸距離遠(yuǎn)、功耗低及容量大的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，可滿(mǎn)足定位跟蹤的應(yīng)用需求。LoRa可應(yīng)用于智慧城市、智慧消防、智慧農(nóng)業(yè)、智慧醫(yī)療、智慧油田等領(lǐng)域，我國(guó)已開(kāi)展了LoRa網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)有多家企業(yè)已開(kāi)展了LoRa模塊的研發(fā)工作，如AUGTEK、普天通達(dá)、銳捷網(wǎng)絡(luò)等。利用LoRa技術(shù)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度、溫度、光照等環(huán)境因素，以及動(dòng)植物的生長(zhǎng)情況，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)養(yǎng)殖和灌溉，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。通過(guò)部署LoRa網(wǎng)絡(luò)，可以有效地解決城市管理中的問(wèn)題，如人工抄表、井蓋監(jiān)控和垃圾桶管理，提高城市管理的效率和安全性。通過(guò)部署智能、無(wú)線(xiàn)、獨(dú)立式煙感探測(cè)器等設(shè)備，監(jiān)測(cè)異常情況并上報(bào)數(shù)據(jù)至網(wǎng)關(guān)，解決消防安全監(jiān)控盲點(diǎn)問(wèn)題。LoRa的應(yīng)用場(chǎng)景02任務(wù)實(shí)施硬件選型LoRa終端節(jié)點(diǎn)架構(gòu)LoRa終端節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)將傳感器數(shù)據(jù)上傳至LoRa網(wǎng)關(guān)，由傳感器模塊、微處理器模塊、LoRa射頻模塊和電源模塊構(gòu)成。微處理器模塊選型微控制器性能對(duì)比微處理器需要能運(yùn)行LoRaWAN協(xié)議棧，并且具有低功耗、大容量、碰撞處理合理和數(shù)據(jù)使用安全等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)比S78S、STM32L152RET6和ATMEGA328P，最終選取了搭載ATMEGA328P的Arduino開(kāi)發(fā)板。硬件選型電源模塊ArduinoUNO的電源模塊可以通過(guò)計(jì)算機(jī)的USB接口或直流電源座供電，使用UARTTTL（5V）串行通信與計(jì)算機(jī)通信。LoRa射頻模塊選型DraginoLoRaShield是一個(gè)支持無(wú)線(xiàn)LoRa協(xié)議的、用于A(yíng)rduino的擴(kuò)展板，可以作為L(zhǎng)oRa射頻模塊的選擇之一。ArduinoUNO模塊ArduinoUNO是搭載ATMEGA328P微處理器的Arduino開(kāi)發(fā)板，有14個(gè)輸入/輸出引腳、6個(gè)模擬輸入引腳、16MHz晶體濾波器等。030201下載ArduinoIDE選擇BoardsManager添加DraginoBoards信息選擇LoRa模塊添加URL安裝ArduinoIDE從Arduino官方網(wǎng)站下載最新版本的ArduinoIDE，雙擊安裝程序進(jìn)行安裝。打開(kāi)ArduinoIDE，選擇“File”→“Preferences”選項(xiàng)，彈出“Preferences”對(duì)話(huà)框。在“AdditionalBoardsManagerURLs”文本框中添加URL，單擊“OK”按鈕確認(rèn)。選擇“Tools”→“Boards”→“BoardsManager”選項(xiàng)，彈出“BoardsManager”對(duì)話(huà)框。在“BoardsManager”對(duì)話(huà)框中，添加DraginoBoards信息。在A(yíng)rduinoIDE中添加DraginoBoards信息后，可以看到來(lái)自IDEBoard的信息。對(duì)于LoRa模塊，應(yīng)該選擇“ArduinoUno-DraginoYun”選項(xiàng)。開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建——ArduinoIDE庫(kù)文件引入程序中定義了一個(gè)RH_RF95對(duì)象rf95，用于控制RF95無(wú)線(xiàn)通信模塊。還定義了一個(gè)浮點(diǎn)型變量frequency，用于設(shè)置通信頻率。定義變量定義宏程序通過(guò)#define指令定義了BAUDRATE宏，用于設(shè)置串口通信波特率。如果使用DraginoYun網(wǎng)絡(luò)固件，可以取消注釋第15行代碼，將BAUDRATE設(shè)置為250000。程序開(kāi)始部分通過(guò)include指令引入所需的庫(kù)文件，如<OneWire.h>、<SPI.h>、<RH_RF95.h>和<Console.h>。實(shí)驗(yàn)核心代碼講解初始化設(shè)置在setup()函數(shù)中，程序首先調(diào)用Bridge.begin()初始化串口通信，然后調(diào)用Console.begin()啟動(dòng)控制臺(tái)輸出。初始化rf95如果rf95初始化失敗，Console.println("initfailed")將打印錯(cuò)誤消息。成功初始化后，設(shè)置發(fā)射功率為20dBm，工作頻率為868MHz。主循環(huán)函數(shù)在loop()函數(shù)中，程序?qū)⒉粩嘌h(huán)執(zhí)行各種操作，如讀取溫度、濕度等傳感器數(shù)據(jù)，并通過(guò)串口或無(wú)線(xiàn)方式將數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)或其它設(shè)備。實(shí)驗(yàn)核心代碼講解010203終端節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)終端節(jié)點(diǎn)通常是各類(lèi)傳感器，用于數(shù)據(jù)采集、開(kāi)關(guān)控制等。網(wǎng)關(guān)是LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)中的重要實(shí)體，負(fù)責(zé)收集節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行封裝、轉(zhuǎn)發(fā)。LoRaWAN的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器主要負(fù)責(zé)上、下行數(shù)據(jù)包的完整性校驗(yàn)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。應(yīng)用服務(wù)器應(yīng)用服務(wù)器負(fù)責(zé)OTAA設(shè)備的入網(wǎng)激活及應(yīng)用數(shù)據(jù)的加密和解密，提供API供用戶(hù)發(fā)送數(shù)據(jù)。03LoRa與云服務(wù)器通信硬件實(shí)現(xiàn)任務(wù)二:LoRa與云服務(wù)器通信硬件實(shí)現(xiàn)職業(yè)技能目標(biāo):任務(wù)需求:了解HTTP、RESTfulAPI、MQTT協(xié)議。能夠通過(guò)源代碼在HTTP中調(diào)用RESTfulAPI。能夠通過(guò)MQTT協(xié)議上傳數(shù)據(jù)。任務(wù)描述：任務(wù)一實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)景搭建，本任務(wù)對(duì)需要采集的溫濕度及光照度數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚并且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、發(fā)送和控制。任務(wù)需求：基于A(yíng)rduino開(kāi)發(fā)板采集傳感器數(shù)據(jù)，通過(guò)源代碼在HTTP中調(diào)用RESTfulAPI，以實(shí)現(xiàn)通過(guò)MQTT協(xié)議上傳數(shù)據(jù)。前端與后端分離RESTful規(guī)范RESTfulAPI作為中間接口可以實(shí)現(xiàn)不同開(kāi)發(fā)語(yǔ)言、微處理器、架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)換。多種語(yǔ)言協(xié)同后端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，前端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)渲染和呈現(xiàn)，調(diào)用指定API獲取數(shù)據(jù)并展示，呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)過(guò)程。RESTfulAPI使用HTTP請(qǐng)求GET、PUT、POST、DELETE數(shù)據(jù)，用于傳感器與上行平臺(tái)通信，后面的設(shè)計(jì)通過(guò)RESTfulAPI與云服務(wù)器通信，上傳或下載數(shù)據(jù)，適用于智能設(shè)備移動(dòng)端。HTTP與RESTfulAPI下位機(jī)通信協(xié)議JSON格式數(shù)據(jù)MQTT協(xié)議運(yùn)行環(huán)境MQTT協(xié)議優(yōu)勢(shì)下位機(jī)使用MQTT協(xié)議和JSON格式與上位機(jī)通信，MQTT是為硬件性能低、網(wǎng)絡(luò)條件差的遠(yuǎn)程設(shè)備設(shè)計(jì)的發(fā)布/訂閱消息協(xié)議。JSON是一種輕量級(jí)的數(shù)據(jù)交換格式，便于解析和生成，使用sprintf函數(shù)上傳JSON格式的數(shù)據(jù)，使用MQTT_PUBLISH函數(shù)為發(fā)布的信息添加主題。MQTT協(xié)議運(yùn)行在TCP/IP或WebSocket協(xié)議上，并可使用SSL保護(hù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，LoRa終端節(jié)點(diǎn)為數(shù)據(jù)發(fā)布者，云服務(wù)器為數(shù)據(jù)訂閱者。MQTT協(xié)議具有低開(kāi)銷(xiāo)、低功耗、適應(yīng)頻繁網(wǎng)絡(luò)中斷等特點(diǎn)，可以顯著降低網(wǎng)絡(luò)成本，并節(jié)約功耗。MQTT協(xié)議選擇云服務(wù)器云服務(wù)器具有簡(jiǎn)單、高效、安全、可靠的特點(diǎn)，相比傳統(tǒng)線(xiàn)下服務(wù)器，在成本和可擴(kuò)展性上具有明顯優(yōu)勢(shì)。如果需要增加服務(wù)器配置，云服務(wù)器可以按需擴(kuò)展和升級(jí)，而傳統(tǒng)的物理服務(wù)器只能重新購(gòu)買(mǎi)，成本很高。本任務(wù)使用的云服務(wù)器為樂(lè)為物聯(lián)云服務(wù)器，它是一個(gè)迅速實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的平臺(tái)，用戶(hù)可以在該平臺(tái)上存儲(chǔ)、查詢(xún)和分析數(shù)據(jù)，還可以創(chuàng)建一個(gè)設(shè)備控制器和增加一個(gè)傳感器并輸入信息。導(dǎo)入DHT庫(kù)在A(yíng)rduinoIDE中添加DHT庫(kù)（dht.h），源代碼基本為Arduino官網(wǎng)提供的開(kāi)源頭文件。設(shè)置最大超時(shí)時(shí)間為100s，而且DHTLIB_TIMEOUT的循環(huán)至少需要使用4個(gè)時(shí)鐘周期，因此最多要執(zhí)行400個(gè)循環(huán)導(dǎo)入頭文件DHT庫(kù)在HTTP中調(diào)用RESTfulAPI首先將LoRa終端節(jié)點(diǎn)的ArduinoUNO與光照度傳感器Risym、溫濕度傳感器DHT11連接，編寫(xiě)的程序包括LoRa終端節(jié)點(diǎn)從ArduinoUNO讀取傳感器數(shù)據(jù)，并打包發(fā)送給LoRa網(wǎng)關(guān)的MCU（微控制單元）部分，LoRa網(wǎng)關(guān)部分獲取傳感器數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)的內(nèi)置Linux端。隨后，LoRa網(wǎng)關(guān)中的Linux部分將傳感器數(shù)據(jù)以RESTfulAPI格式發(fā)送至云服務(wù)器。LoRa終端節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)LoRa終端節(jié)點(diǎn)的傳輸流程如下圖所示。該流程圖充分體現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)的思路，將溫濕度、光照度傳感器檢測(cè)和采集到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并發(fā)送至LoRa網(wǎng)關(guān)。LoRa網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)LoRa網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的傳輸流程如圖4-2-3所示。該流程圖展示的是LoRa網(wǎng)關(guān)中的Linux部分將傳感器數(shù)據(jù)以RESTfulAPI格式發(fā)送至云服務(wù)器并向終端節(jié)點(diǎn)回應(yīng)的基本流程。通過(guò)MQTT協(xié)議上傳數(shù)據(jù)

基本流程為L(zhǎng)oRa終端節(jié)點(diǎn)的Arduino開(kāi)發(fā)板從傳感器接收數(shù)據(jù)并利用LoRa技術(shù)將數(shù)據(jù)發(fā)送至LoRa網(wǎng)關(guān)。為使網(wǎng)關(guān)的內(nèi)置Linux部分可以分析環(huán)境數(shù)據(jù)，LoRa網(wǎng)關(guān)的單片機(jī)和無(wú)線(xiàn)射頻模塊將從終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)Bridge庫(kù)發(fā)送至Linux部分。Linux部分對(duì)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)通過(guò)后將數(shù)據(jù)封裝為JSON格式，并通過(guò)MQTT協(xié)議發(fā)送至樂(lè)為物聯(lián)云服務(wù)器，至此便完成了數(shù)據(jù)的上傳。04LoRa與云服務(wù)器通信任務(wù)三:LoRa與云服務(wù)器通信職業(yè)技能目標(biāo):任務(wù)需求:了解云服務(wù)器及其相關(guān)配置。能夠通過(guò)云端配置實(shí)現(xiàn)LoRa與云服務(wù)器通信。任務(wù)描述：將某工廠(chǎng)采集的數(shù)據(jù)匯聚到云服務(wù)器上，并能通過(guò)云服務(wù)器實(shí)現(xiàn)環(huán)境管理。任務(wù)需求：根據(jù)任務(wù)二中的Arduino硬件搭建，通過(guò)LoRa與云服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，測(cè)試預(yù)警提示，實(shí)現(xiàn)智能化管控。硬件部分的準(zhǔn)備首先進(jìn)行硬件配置，LoRa終端節(jié)點(diǎn)將從溫濕度傳感器DHT11和光照度傳感器Risym獲取數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將通過(guò)LoRa終端節(jié)點(diǎn)無(wú)線(xiàn)傳輸至LoRa網(wǎng)關(guān)。LoRa終端節(jié)點(diǎn)如圖所示。LoRa終端節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)的配置LoRa網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)DHCP獲取IP地址。修改RX頻率和測(cè)試互聯(lián)網(wǎng)接入如圖4-3-4所示。云服務(wù)器的配置首先，設(shè)定LoRa網(wǎng)關(guān)的頻率與終端節(jié)點(diǎn)的LoRaShield頻率相同，均為433MHz；然后，登錄SSH控制臺(tái)來(lái)連接LoRa網(wǎng)關(guān)的Linux端，檢查ping通結(jié)果。云服務(wù)器的設(shè)備配置如圖所示。通過(guò)HTTP接入云服務(wù)器通過(guò)HTTP接入云服務(wù)器的整體流程通過(guò)MQTT協(xié)議接入云服務(wù)器數(shù)據(jù)流及處理過(guò)程如下。（1）LoRa終端節(jié)點(diǎn)將從傳感器獲取到的數(shù)據(jù)通過(guò)LoRa無(wú)線(xiàn)發(fā)送至LoRa網(wǎng)關(guān)。（2）LoRa網(wǎng)關(guān)中的LoRa/MCU部分可以獲取到傳感器數(shù)據(jù)，并通過(guò)LoRa無(wú)線(xiàn)將數(shù)據(jù)發(fā)送至Linux端。（3）LoRa網(wǎng)關(guān)的Linux端通過(guò)MQTT協(xié)議將傳感器數(shù)據(jù)上傳至樂(lè)為物聯(lián)云服務(wù)器。預(yù)警提示功能測(cè)試如果當(dāng)前監(jiān)測(cè)的傳感器數(shù)值超過(guò)設(shè)定的閾值，那么樂(lè)為物聯(lián)云服務(wù)器便通過(guò)微信公眾號(hào)平臺(tái)向綁定的微信賬戶(hù)發(fā)送預(yù)警信息，也可以以短信方式向指定聯(lián)系人發(fā)送預(yù)警信息，方便工作人員及時(shí)查看并處理。預(yù)警提示功能效果如圖所示。THANKS感謝觀(guān)看項(xiàng)目五基于藍(lán)牙4.0的溫度計(jì)系統(tǒng)01任務(wù)一：建立藍(lán)牙4.0硬件環(huán)境智能穿戴設(shè)備的應(yīng)用智能可穿戴設(shè)備在醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景也日趨豐富，如實(shí)時(shí)采集人體溫度信息等。數(shù)字健康產(chǎn)業(yè)受關(guān)注隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展，以智能可穿戴設(shè)備為代表的數(shù)字健康產(chǎn)業(yè)備受關(guān)注。老齡化進(jìn)程與養(yǎng)生需求我國(guó)老齡化進(jìn)程加快，人民群眾的養(yǎng)生需求與日俱增，對(duì)醫(yī)療健康領(lǐng)域的需求也越來(lái)越高。項(xiàng)目背景能夠搭建BLE（BluetoothLowEnergy，低功耗藍(lán)牙）協(xié)議棧的開(kāi)發(fā)環(huán)境并完成工程建立、配置、調(diào)試與下載。能夠根據(jù)應(yīng)用需求修改BLE協(xié)議棧，組建BLE通信網(wǎng)絡(luò)。職業(yè)技能目標(biāo)本任務(wù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)BLE技術(shù)的溫度監(jiān)測(cè)儀，并建立BLE通信網(wǎng)絡(luò)，完成外設(shè)與集中器的設(shè)備發(fā)現(xiàn)、請(qǐng)求連接、建立連接和終止連接等操作。任務(wù)描述與需求任務(wù)一：建立藍(lán)牙4.0硬件環(huán)境藍(lán)牙的定義藍(lán)牙是愛(ài)立信、諾基亞、東芝、國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司以及英特爾等5家公司于1998年5月聯(lián)合發(fā)布的一種無(wú)線(xiàn)通信新技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備與移動(dòng)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。藍(lán)牙技術(shù)主要包含兩種技術(shù)：基本速率（BasicRate，BR）和低功耗（LowEnergy，LE），它們之間是不能互相通信的。BasicRate是傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)，包括可選的增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率（EnhancedDataRate，EDR）技術(shù)，以及交替使用的MAC層和PHY層擴(kuò)展（簡(jiǎn)稱(chēng)AMP）。知識(shí)梳理藍(lán)牙系統(tǒng)的組成知識(shí)梳理根據(jù)藍(lán)牙核心規(guī)范，藍(lán)牙系統(tǒng)的組成如圖所示，藍(lán)牙協(xié)議由藍(lán)牙核心協(xié)議和藍(lán)牙應(yīng)用層協(xié)議構(gòu)成。藍(lán)牙核心由兩部分構(gòu)成，分別是主機(jī)和控制器?？刂破靼ㄖ骺刂破骱投鄠€(gè)輔助控制器，負(fù)責(zé)定義射頻、基帶等硬件規(guī)范，并在此基礎(chǔ)上抽象出通信的邏輯鏈路（LogicalLink）。知識(shí)梳理藍(lán)牙核心的構(gòu)成藍(lán)牙核心由兩部分構(gòu)成，分別是主機(jī)和控制器?？刂破靼ㄖ骺刂破骱投鄠€(gè)輔助控制器，負(fù)責(zé)定義射頻、基帶等硬件規(guī)范，并在此基礎(chǔ)上抽象出通信的邏輯鏈路（LogicalLink）。藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用主機(jī)在邏輯鏈路的基礎(chǔ)上封裝藍(lán)牙技術(shù)的細(xì)節(jié)，以便實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙的應(yīng)用、開(kāi)發(fā)。在一個(gè)藍(lán)牙系統(tǒng)中，藍(lán)牙核心只能有一個(gè)主機(jī)，但可以存在一個(gè)或多個(gè)控制器。藍(lán)牙技術(shù)的演練歷程目前，藍(lán)牙共發(fā)布了11個(gè)版本，從1.1到5.2。每個(gè)版本都在前一個(gè)版本的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，以提供更好的性能和更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。藍(lán)牙5.0：2016年發(fā)布，更高速率，更遠(yuǎn)距離，大容量廣播，無(wú)需配對(duì)接收信標(biāo)數(shù)據(jù)藍(lán)牙技術(shù)概覽藍(lán)牙1.1/1.2：基礎(chǔ)版，1Mbit/s速率，易受干擾藍(lán)牙2.1+EDR：里程碑，2.1Mbit/s速率，多設(shè)備連接，低功耗高速與低功耗藍(lán)牙3.0+HS：24Mbit/s速率，802.11PAL集成，Wi-Fi級(jí)傳輸藍(lán)牙4.x+LE：轉(zhuǎn)向低功耗，4.0版本2010年發(fā)布，4.1/4.2增強(qiáng)安全性與連接性物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化藍(lán)牙技術(shù)的演練歷程目前，藍(lán)牙共發(fā)布了11個(gè)版本，從1.1到5.2。每個(gè)版本都在前一個(gè)版本的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，以提供更好的性能和更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。低功耗藍(lán)牙技術(shù)概述低功耗藍(lán)牙的應(yīng)用領(lǐng)域主要應(yīng)用于醫(yī)療保健、運(yùn)動(dòng)健身、信標(biāo)、安防、家庭娛樂(lè)等領(lǐng)域。低功耗藍(lán)牙的核心特點(diǎn)低功耗、低成本、快速連接、長(zhǎng)距離通信等。藍(lán)牙4.0與低功耗藍(lán)牙藍(lán)牙4.0是藍(lán)牙技術(shù)的一個(gè)重要版本，其中就包含了低功耗藍(lán)牙（BLE）技術(shù)。ble技術(shù)的特點(diǎn)詳解低功耗藍(lán)牙技術(shù)提供了穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，能夠保證數(shù)據(jù)的高可靠性，使得在醫(yī)療保健、安防等領(lǐng)域的應(yīng)用更加可信賴(lài)。高可靠性與數(shù)據(jù)傳輸相較于經(jīng)典藍(lán)牙，低功耗藍(lán)牙顯著降低了功耗和成本，使得更多的設(shè)備能夠采用這項(xiàng)技術(shù)，拓寬了其應(yīng)用范圍。低功耗藍(lán)牙技術(shù)不僅支持遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸，還具有良好的抗干擾能力，確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和準(zhǔn)確性。低成本、低功耗的優(yōu)勢(shì)低功耗藍(lán)牙技術(shù)能夠快速啟動(dòng)并瞬間完成設(shè)備間的連接，為用戶(hù)提供了流暢的使用體驗(yàn)。快速啟動(dòng)與瞬間連接體驗(yàn)01020403遠(yuǎn)距離傳輸與抗干擾能力任務(wù)實(shí)施CC2541模塊介紹藍(lán)牙4.0模塊采用的CC2541是一款針對(duì)低功耗及私有2.4GHz頻段應(yīng)用的功率優(yōu)化的真正片上系統(tǒng)解決方案，結(jié)合了射頻收發(fā)器的出色性能、業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型8051MCU、系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存、8KBRAM及很多其他強(qiáng)大功能器件。CC2541提供的外設(shè)CC2541提供了多種外設(shè)，包括21個(gè)通用I/O引腳、閃存控制器、5個(gè)通道的DMA控制器、6個(gè)通用定時(shí)器、2個(gè)串口和1個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。硬件選型本項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)基于藍(lán)牙4.0的溫度計(jì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)藍(lán)牙傳輸采集到的溫度數(shù)據(jù)，在應(yīng)用開(kāi)發(fā)之前可以根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行硬件選型。030201溫度模塊DS18B20接線(xiàn)方便，封裝后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道式、螺紋式、磁鐵吸附式、不銹鋼封裝式，型號(hào)多種多樣。DS18B20的應(yīng)用場(chǎng)合開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建CC2541和CC2530采用的開(kāi)發(fā)環(huán)境都為IAREmbeddedWorkbenchfor8051，具體開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建可以參考項(xiàng)目二的任務(wù)一。溫度模塊采用常用的數(shù)字溫度傳感器DS18B20，其輸出的是數(shù)字信號(hào)，具有體積小、硬件開(kāi)銷(xiāo)低、抗干擾能力強(qiáng)、精度高的特點(diǎn)。任務(wù)實(shí)施BLE協(xié)議棧版本選擇根據(jù)應(yīng)用需求及硬件選型方案，選用TI公司提供的BLE協(xié)議棧，版本號(hào)為1.3.2，安裝包名為BLE-CC254x-1.3.2。BLE協(xié)議棧文件結(jié)構(gòu)從TI官方網(wǎng)站下載藍(lán)牙安裝包BLE-CC254x-1.3.2后，雙擊即可進(jìn)行安裝，默認(rèn)安裝路徑是“C:\TexasInstruments\BLE-CC254x-1.3.2”。任務(wù)實(shí)施BLE協(xié)議棧工程文件BLE協(xié)議棧軟件包的文件結(jié)構(gòu)BLE協(xié)議棧軟件包的各文件夾內(nèi)容如下。（1）Accessories：附件，如USB驅(qū)動(dòng)、Hex文件。（2）Components：組件，此文件夾下有4個(gè)二級(jí)文件夾，“ble”存儲(chǔ)協(xié)議棧源代碼，“hal”存儲(chǔ)硬件驅(qū)動(dòng)，“osal”存儲(chǔ)操作系統(tǒng)抽象層源代碼、“services”存儲(chǔ)系統(tǒng)服務(wù)的相關(guān)文件。（3）Documents：說(shuō)明文檔，如協(xié)議棧API、示例工程說(shuō)明文檔等。（4）Projects：工程文件。協(xié)議棧示例工程的結(jié)構(gòu)分析工程結(jié)構(gòu)分析以SimpleBLEPeripheral示例工程為例，分析工程結(jié)構(gòu)。在路徑“C:TexasInstrumentsBLE-CC254x-1.3.2ProjectsbleSimpleBLEPeripheralCC2541DB”下雙擊“SimpleBLEPeripheral．eww”，系統(tǒng)將自動(dòng)使用IAREmbeddedWorkbench軟件打開(kāi)該示例工程。示例工程分析圖5-1-3中的“Projects/ble”文件夾中可以看到多個(gè)示例工程，涉及傳感器的實(shí)際應(yīng)用和藍(lán)牙系統(tǒng)的角色。協(xié)議棧示例工程的結(jié)構(gòu)分析工程文件夾分組工程文件夾的分組情況如下。（1）APP：包含應(yīng)用程序源代碼和頭文件。（2）HAL：包含硬件抽象層源代碼和頭文件。協(xié)議棧庫(kù)文件LIB：包含協(xié)議棧庫(kù)文件。NPI：包含網(wǎng)絡(luò)處理器接口文件。OSAL：包含操作系統(tǒng)抽象層源代碼和頭文件。GAP角色與安全PROFILES：包含GAP角色、GAP安全、GATT的源代碼和頭文件。TOOLS：包含buildConfig.cfg、buildComponents.cfg、OnBoard.c和OnBoard.h，用于處理用戶(hù)接口。編譯輸出結(jié)果OUTPUT：IAR集成開(kāi)發(fā)環(huán)境編譯輸出的結(jié)果，如目標(biāo)文件、庫(kù)文件等，便于用戶(hù)查看和管理編譯輸出。按照路徑“C:TexasInstrumentsBLE-CC254x-1.3.2ProjectsbleSimpleBLEPeripheralCC2540DB”打開(kāi)SimpleBLEPeripheral.eww工程。打開(kāi)工程任務(wù)基于協(xié)議棧的SimpleBLEPeripheral工程進(jìn)行，打開(kāi)工程后選擇“CC2540”選項(xiàng)。協(xié)議棧工程打開(kāi)SimpleBLEPeripheral工程串口初始化配置串口初始化添加串口初始化函數(shù)，串口初始化其實(shí)就是配置串口號(hào)、波特率、流控、校驗(yàn)位等，具體代碼如下。配置波特率和流控代碼中通過(guò)配置uartConfig.baudRate和uartConfig.flowControl來(lái)設(shè)置串