ZigBee 網絡組建技術

李文華，男，教授，就職於浙江工貿職業技術學院，中國電子學會高級會員，長期致力於電子信息、物聯網技術的相關教學

目錄

項目1搭建開發環境1 
任務要求1 
實現方法與步驟1 
1.準備開發工具1 
2.安裝開發工具包3 
3.安裝仿真器8 
4.新建工程11 
5.配置工程15 
6.編譯、連接程序17 
7.調試程序18 
8.燒錄程序21 
實踐總結25 
習題25 

項目2在協議棧中控制LED閃爍26 
任務要求26 
相關知識26 
1.協議與協議棧26 
2. ZigBee網絡中的設備26 
3.系統事件與用戶事件27 
4. osal_msg_receive（）函數29 
5. osal_msg_deallocate（）函數29 
6. osal_start_timerEx（）函數29 
7. HalLedSet（）函數30 
8. HalLedBlink（）函數31 
實現方法與步驟31 
1.準備程序文件31 
2.編寫協調器程序34 
3.編制頭文件Coordinator.h 38
4.修改OSAL_SampleApp.c文件39 
5.移除App組中的多余文件39 
6.編譯下載程序40 
程序分析42 
1. App組中的文件42 
2. Coordinator.c文件中的代碼分析44 
3. Coordinator .h文件中的代碼分析52 
實踐拓展53 
1.在無協調器的條件下運行程序53 
2.在有協調器的條件下運行程序55 
實踐總結56 
習題56 

項目3用事件驅動處理串口接收數據58 
任務要求58 
相關知識58 
1. HalUARTOpen（）函數58 
2. HalUARTRead（）函數60 
3. HalUARTWrite（）函數60 
4. osal_set_event（）函數61 
5.端口的概念61 
實現方法與步驟62 
1.編制協調器的程序文件Coordinator.c 62 
2.編制程序接口文件Coordinator.h 64 
3.修改OSAL_SampleApp.c文件65 
4.程序編譯與下載運行67 
程序分析71 
1. Coordinator.c文件中的代碼分析71
2. OSAL_SampleApp.c文件中的代碼分析74 
3. OSAL工作原理分析76 
實踐拓展81 
用新任務處理串口數據81 
實踐總結84 
習題85 

項目4用回調函數處理串口接收數據86 
任務要求86 
相關知識86 
1 .回調函數86 
2. osal_memcmp（）函數87 
3. osal_strlen（）函數87 
4. osal_memset（）函數88 
實現方法與步驟88 
編制協調器的程序文件88 
程序分析91 
1. Coordinator.c文件中的代碼分析91 
2.串口回調函數的工作原理分析94 
實踐拓展99 
查看ZStack中串口的配置代碼99 
實踐總結103 
習題103 

項目5用計算機控制終端節點上的LED 105 
任務要求105 
相關知識105 
1.數據包與消息105 
2.數據通信的3種方式107 
3.設備的地址108 
4. AF_DataRequest（）函數108 
實現方法與步驟111
1.編制協調器的程序文件111 
2.編制終端節點的程序文件116 
3.程序編譯與下載運行119 
程序分析123 
1. Coordinator.c文件中的代碼分析123 
2. EndDevice.c文件中的代碼分析124 
實踐拓展125 
修改ZStack中LED的配置125 
實踐總結128 
習題129 

項目6分組傳輸數據131 
任務要求131 
相關知識131 
1.信道131 
2. PAN ID 132 
3.組播通信的相關函數133 
4.組播通信的實現方法134 
實現方法與步驟136 
1.編程思路136 
2.編制節點的程序文件138 
3.設置PANID和信道144 
4.程序編譯與下載運行145 
程序分析147 
實踐總結149 
習題150 

項目7用NV存儲器保存數據151 
任務要求151 
相關知識151 
1. NV存儲器151 
2. osal_nv_item_init（）函數152
3. osal_nv_read（）函數153 
4. osal_nv_write（）函數153 
實現方法與步驟154 
1.定義用戶條目154 
2.編制協調器的程序文件154 
程序分析159 
實踐拓展160 
讀取節點的MAC地址160 
實踐總結162 
習題163 

項目8顯示節點的地址164 
任務要求164 
相關知識164 
1.協議棧中地址的分配機制164 
2.獲取地址的相關函數166 
實現方法與步驟167 
1.編制節點的程序文件168 
2.編制數值轉換的程序文件171 
3.新建User組173 
4.程序的編譯與下載運行175 
程序分析177 
實踐拓展178 
繪製網絡拓撲圖178 
實踐總結180 
習題180 

項目9製作防盜監測器181 
任務要求181 
相關知識181 
1 .熱釋電紅外傳感器的應用特性181 
2.在協議棧中添加傳感器驅動程序的方法184 
實現方法與步驟185
1.編制傳感器驅動程序文件185 
2.編制協調器的程序文件187 
3.編制終端節點的程序文件190 
4.程序編譯與下載運行193 
程序分析194 
實踐總結196 
習題196 

項目10製作光照信息採集器198 
任務要求198 
相關知識198 
1.光敏電阻的特性198 
2. ZStack中的ADC函數199 
3. ZStack中ADC的使用方法201 
實現方法與步驟202 
1.編制節點的程序文件202 
2.程序編譯與下載運行205 
程序分析206 
實踐總結207 
習題208 

項目11製作溫濕度採集器209 
任務要求209 
相關知識209 
1. MicroWait宏209 
2. DHT11的工作特性209 
3. DHT11的訪問操作210 
實現方法與步驟215 
1.搭建DHT11的控制電路215 
2.編制DHT11的驅動程序文件215 
3.編制節點的程序文件217 
4.程序編譯與下載運行223 
程序分析224
實踐總結226 
習題226 

附錄A ZigBee模塊原理圖228 
附錄B 2016年全國物聯網大賽試題（ZigBee部分） 230 
試題1任務三物聯網感知層開發調試230 
一、任務要求230 
二、任務環境230 
三、任務說明230 
試題2任務三物聯網感知層開發調試233 
一、任務要求233 
二、任務環境234 
三、任務說明234