演示視訊:https://www.bilibili.com/video/BV1Ew411o7Fp
物聯網無線通訊技術,ZigBee無線感測網路
CC2530最大的特點就是一個擁有無線收發器(RF)的微控制器,既能實現微控制器功能,也能實現無線傳輸
Zstack協議棧是ZigBee協議棧裡的翹楚,是ZigBee組網的首選協議棧
專案實現功能:
l 總共有三個端點,一個協調器和兩個終端節點
l 終端節點1連線DHT11溫溼度感測器,定時上傳給協調器
l 終端節點2連線LED,可以通過協調器按鍵控制,定時上報LED開關狀態
l 協調器連線12864 OLED 螢幕,實時顯示溫溼度和LED狀態
l 協調器可以通過按鍵控制終端2的LED開關,控制後將會顯示控制結果
擴充套件功能(當前未實現,可進一步開發實現):
l 連線協調器串列埠,將終端節點採集的資料通過串列埠傳送,PC寫上位機實現資料展示
l 連線WIFI或者4G模組,WIFI模組如ESP8266,實現資料區域網無線傳輸或者上傳到OneNET、機智雲、阿里雲、自己開發雲伺服器等,實現WEB或手機APP顯示和控制。
一、專案測試
(可想而知,廣州的天氣有多熱,39℃了都)
演示視訊:https://www.bilibili.com/video/BV1Ew411o7Fp
實現功能彙總:
l 總共有三個端點,一個協調器和兩個終端節點
l 終端節點1連線DHT11溫溼度感測器,定時上傳給協調器
l 終端節點2連線LED,可以通過協調器按鍵控制,定時上報LED開關狀態
l 協調器連線12864 OLED 螢幕,實時顯示溫溼度和LED狀態
l 協調器可以通過按鍵控制終端2的LED開關,控制後將會顯示控制結果
(一) 環境彙總
晶片:CC2530F256
Zstack協議棧:ZStack-CC2530-2.5.1a
程式設計環境:IAR
(二) 引腳分配
協調器:
128*64 OLED 0.96寸螢幕
供電:3.3V
通訊協議:IIC
引腳:
SDA P0_6
SCL P0_7
按鍵:
IO:P0_1
下降沿觸發中斷
終端1:
DHT11:
通訊方式:單匯流排協議
供電:3.3V
IO:P0_6
終端2:
LED
IO:P1_0
說明:高電平點亮,低電平熄滅
二、 基礎認識
(一) CC2530微控制器
CC2530最大的特點就是一個擁有無線收發器(RF)的微控制器,既能實現微控制器功能,也能實現無線傳輸。
CC2530 結合了領先的RF 收發器的優良效能,業界標準的增強型8051 CPU,系統內可程式設計快閃記憶體,8-KB RAM 和許多其它強大的功能。CC2530 有四種不同的快閃記憶體版本:CC2530F32/64/128/256,分別具有32/64/128/256KB 的快閃記憶體。CC2530 具有不同的執行模式,使得它尤其適應超低功耗要求的系統。執行模式之間的轉換時間短進一步確保了低能源消耗。
CC2530F256 結合了德州儀器的業界領先的黃金單元ZigBee 協議棧(Z-Stack),提供了一個強大和完整的ZigBee 解決方案。
CC2530開發板
方便二次開發,可程式設計燒錄
(1)開發板
(2)網蜂開發板
Zigbee串列埠透傳模組
這是一個特殊功能的模組,其燒寫的韌體是配置串列埠做資料透傳用的,主要是方便方便簡單使用,不可再程式設計
(二) ZigBee Zstack協議棧
Zstack協議棧是ZigBee協議棧裡的翹楚,是ZigBee組網的首選協議棧
ZigBee其特點是近距離、低複雜度、自組織、低功耗、低資料速率、低成本。ZigBee的技術特性決定它將是無線感測器網路的最好選擇,廣泛用於物聯網,自動控制和監視等諸多領域。
德州儀器公司(TI)編寫的ZigBee協議棧原始碼,起名為zstack。也就是說zstack協議棧是眾多ZigBee協議棧中的一種,是由TI公司編寫併發布的。Zstack協議棧為開發者提供了ZigBee協議棧的實現的API介面,極其方便了使用。
網路拓撲結構
( 1 )星形拓撲結構
一個協調器多個終端節點,終端節點直接與協調器相連
( 2 ) 樹形拓撲結構
一個協調器多個路由器,終端節點與路由器相連,都是一對一連線的
( 3 ) 網狀拓撲結構
一個協調器多個路由器,終端節點與路由器相連,路由器可以互相連線
協議棧目錄分析
l APP:應用層目錄,這是使用者建立各種不同工程的區域,在這個目錄中包含了應用層的內容和這個專案的主要內容,在協議棧裡面一般是以作業系統的任務實現的。
l HAL:硬體層目錄,包含有與硬體相關的配置和驅動及操作函式。
l MAC:MAC層目錄,包含了MAC層的引數配置檔案及其MAC的LIB庫的函式介面檔案。
l MT:監控除錯層,主要用於除錯目的的,即實現通過串列埠除錯各層,與各層進行直接互動。
l NWK:網路層目錄,涵網路層配置引數檔案及網路層庫的函式介面檔案,APS層庫的函式介面。
l OSAL:協議棧的作業系統。
l Profile:AF層目錄,包含AF層處理函式檔案。
l Security:安全層目錄,安全層處理函式介面檔案,比如加密函式等。
l Services:地址處理函式目錄,包括著地址模式的定義及地址處理函式。
l Tools:工程配置目錄,包括空間劃分和Zstack相關的配置資訊。
l ZDO:ZDO目錄。
三、 程式設計
IAR 舊版和新版
(本工程開發使用的是舊版,新版也可用)
專案地址
開啟專案
修改協調器或終端
CoordinatorEB 為協調器
EndDeviceEB 為終端
終端節點選擇
編譯及下載
如果資料互動衝突,可以更改這裡,以建立不同的ZigBee網路
四、擴充套件功能(可進一步開發實現)
l 連線協調器串列埠,將終端節點採集的資料通過串列埠傳送,PC寫上位機實現資料展示
l 連線WIFI或者4G模組,WIFI模組如ESP8266,實現資料區域網無線傳輸或者上傳到OneNET、機智雲、阿里雲、自己開發雲伺服器,實現WEB或手機控制
五、 個人導航
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