【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，用戶(hù) 通過(guò) 它 進(jìn)行 基礎(chǔ) ZigBee 技術(shù)開(kāi)發(fā)的。 配置文件定義 不同設(shè)備對(duì)消息幀的處理 ， 不同的設(shè)備之間可以通過(guò)發(fā)送命令、數(shù)據(jù)請(qǐng)求來(lái)實(shí)現(xiàn) 通信 。 7） 端點(diǎn) ： 端點(diǎn)（ Endpoint）是一種網(wǎng)絡(luò)通信中的數(shù)據(jù)通道， 每一個(gè)設(shè)備都被看做一個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè) 節(jié)點(diǎn) 都有物理地址和網(wǎng)絡(luò)地址，長(zhǎng)地址和短地址可供其他設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的目的地址，每個(gè)設(shè)備都有 241個(gè)端點(diǎn)，而 0 端點(diǎn)保。 如果選擇 “ 綁定 ” 方式 來(lái) 的通信，那么 需要在網(wǎng)絡(luò)層注冊(cè)多個(gè)端點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送、接收和綁定表的建立。且 不需要綁定的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的地址信息 。 8 ） 簇 ZigBee 技術(shù)有兩種通信方式：間接通信和直接通信。 間接通信：指各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)端點(diǎn) 綁定建立 連接 ，這種 方式不需要知道 目的地 址信息， 這其中 包括 IEEE 地址或網(wǎng)絡(luò)短地址， ZStack底層 會(huì) 自動(dòng)從棧的綁定表中查找目 地 設(shè)備的具體網(wǎng)絡(luò)地址并將其發(fā)送出去。 直接通信：不需要綁定關(guān)系，它使用網(wǎng)絡(luò)短地址作為參數(shù)調(diào)用適當(dāng)?shù)?API 來(lái)實(shí)現(xiàn)通信。直接通信的關(guān)鍵 就 是網(wǎng)絡(luò)地址的獲得。它可以通過(guò)目 地 節(jié)點(diǎn)的 IEEE 地址來(lái)查詢(xún)短地址的方法。通常， ZigBee 節(jié)點(diǎn)的 IEEE 地址是固定的，被寫(xiě)在節(jié)點(diǎn)的 EEPROM 中，這個(gè)作為 ZigBee節(jié)點(diǎn)的參數(shù)一般會(huì)被標(biāo)示在節(jié)點(diǎn)上。所以，有了 IEEE 地址以后，可以通過(guò)部分網(wǎng)絡(luò) API 的調(diào)用，得到 相 應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)短地址。 而簇就是在建立 Profile 時(shí)所需要的一個(gè) 概念，它是一簇網(wǎng)絡(luò)變量的集合，在同一個(gè) Profile 中， ClusterID 是唯一的。在間接尋址方式中，建立綁定表時(shí) 用戶(hù) 需要弄清楚 Cluster 的含義 和 屬性。對(duì)于可以建立綁定關(guān)系的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，它們的 Cluster 的屬性必須一個(gè) 是“ 輸入 ” ，一個(gè) 是 “ 輸出 ” ，而且 ClusteID 值相等，只有這樣，它們才能建立綁定， 在 直接尋址方式中，常用 ClusterID 作為參數(shù) ，數(shù)據(jù)或命令發(fā)送到 與之相應(yīng) 地址的 Cluster 上。 通信方式 Zigbee 的通訊方式主要有三種點(diǎn)播、組播、廣播。點(diǎn)播，思義點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信就是 2 個(gè)設(shè)備之間的通訊， 不容許有第三個(gè)設(shè)備收到信息；組播就是把網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分組， 每一個(gè)組員發(fā)出的信息只有相同組號(hào)的組員才能收到。廣播最廣泛的也就是 1 個(gè)設(shè)備上發(fā)出的信息所有設(shè)備都能接收到。這也是 ZigBee 通信的基本方式 。 點(diǎn)播 一對(duì)一模式是在已知目的地址的情況下使用這種方式。在發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候會(huì)包含目的地址信息。在 ZStack 中的尋址方式可以這樣來(lái)設(shè)置： =(afAddrMode_t)Addr16Bit。//點(diǎn)播 = SAMPLEAPP_ENDPOINT。 = 0x0000。 //發(fā)給協(xié)調(diào)器 廣播 廣播模式是將數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)。在程序中地址模式設(shè)定 AddrBroadcast。在 ZStack中的尋址方式可以這樣來(lái)設(shè)置： =(afAddrMode_t)AddrBroadcast。 =SAMPLEAPP_ENDPOINT。 = 0xFFFF。 組播 組播模式是將數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中同組號(hào)好的節(jié)點(diǎn)。在程序中地址模式設(shè)定為 afAddrGroup。在 ZStack中的尋址方式可以這樣來(lái)設(shè)置： = (afAddrMode_t)afAddrGroup。 = SAMPLEAPP_ENDPOINT。 = WEBEE_GROUP。 消息發(fā)送 與接收 函數(shù) 在 ZStack 中，如果給一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息， 發(fā)送函數(shù)如下： if ( AF_DataRequest( amp。SampleApp_Periodic_DstAddr, amp。SampleApp_epDesc, SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID, 10, data, amp。SampleApp_TransID, AF_DISCV_ROUTE, AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS ) { } else { // Error occurred in request to send. } 設(shè)備在接收到信息后會(huì)把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 pkt 指針指向的結(jié)構(gòu)體中，調(diào)用函數(shù) GenericApp_MessageMSGCB(afIningMSGPacket_t*pkt)可以用 *pkt 取出接收到的消息，以下是收到消息的格式的結(jié)構(gòu)體定義。 typedef struct { osal_event_hdr_t hdr。 uint16 groupId。 //組 ID uint16 clusterId。 //簇 ID afAddrType_t srcAddr。 //源地址 byte endPoint。 //源節(jié)點(diǎn)端口號(hào) byte wasBroadcast。 //是否為廣播方式 byte LinkQuality。 //鏈路質(zhì)量 byte SecurityUse。 //是否使用安全模式 uint32 timestamp。 //時(shí)間戳 afMSGCommandFormat_t cmd。 }afIningMSGPacket_t。 typedef struct { byte TransSeqNumber。 //序列號(hào) uint16 DataLength。 //收到信息長(zhǎng)度 byte*Data。 //收到信息的指針 }afMSGCommandFormat_t。 3 溫度采集系統(tǒng) 系統(tǒng)概況 設(shè)計(jì)溫度采集系統(tǒng)主要有 3 部分組成：協(xié)調(diào)器、終端和上位機(jī)。協(xié)調(diào)器主要負(fù)責(zé)組建網(wǎng)絡(luò)，接收來(lái)自終端采集的數(shù)據(jù)，并通過(guò)串口發(fā)送到上位機(jī)上；終端主要負(fù)責(zé)溫度數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和發(fā)送數(shù)據(jù)到協(xié)調(diào)器；上位機(jī)顯示收集的數(shù)據(jù)溫度，把各個(gè)節(jié)點(diǎn)收集來(lái)的數(shù)據(jù)更直觀的展示在用戶(hù)面前，并且可以顯示所有溫度數(shù)據(jù)的地址，以及溫度的變化趨勢(shì)。 圖 多點(diǎn)無(wú)線溫度采集系統(tǒng)框圖 系統(tǒng)硬件 協(xié)調(diào)器和終端 協(xié)調(diào)器主要由電源、 JTAG 接口、按鍵、 LED 指示燈、 LCD、 RS232溫度傳感器 1 溫度傳感器 2 溫度傳感器 3 協(xié)調(diào)器 上位機(jī)監(jiān)控 RS232 ZigBee RF ZigBee RF ZigBee RF ZigBee RF 串口、傳感器接口、時(shí)鐘和 CC2530 射頻收發(fā)模塊組成。如下圖： 圖 協(xié)調(diào)器 終端 就是協(xié)調(diào)器的簡(jiǎn)易版，由于終端盡量減少功耗，需去掉不必要的組件，所以只要電源、 CC25傳感器接口、 JTAG 和 LED 模塊就可以了。 溫度傳感器 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可 以 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， 用戶(hù)可以 根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而 來(lái)改變其形狀 。封裝后的 DS18B20 可用于電纜溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫(kù)測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域 。溫度傳感器如下圖： 圖 DS18B20溫度傳感器 CC2530 芯片 CC2530 包含一個(gè) “增強(qiáng)型”的 8 位 8051 內(nèi)核和一 個(gè)高性能的 GHz DSSS（直接序列擴(kuò)頻）射頻收發(fā)器核心 ， 它比標(biāo)準(zhǔn)的 8051速度更快、性能更高。它還 有 32/64/128 kB 可選擇的編程閃存， 2kB的 FLASH 和 8 kB 的 RAM，還包括定時(shí)器、 上電復(fù)位電路、 睡眠模式定時(shí)器、 ADC、 掉電檢測(cè)電路和 21 個(gè)可編程 I/O 引腳。 CC2530 是一款功耗 很 低的單片機(jī)， 在不同的模式下耗電也不一樣，可以做到功耗可控，尤其在 功耗模式 3 下電流消耗僅 A，在 32 kHz 晶體時(shí)鐘下運(yùn)行，電流消耗小于 1μ A。 圖 CC2530 芯片腳位圖 4 軟件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用 TI 公司的 Zstack 協(xié)議棧，所在開(kāi)發(fā)環(huán)境用的是， IAR 開(kāi)發(fā)最大的優(yōu)勢(shì)在于可以直接用 TI 公司的 Zstack 協(xié)議棧開(kāi)發(fā)，我們只需調(diào)用 API 接口函數(shù)，這里我們用（ ZigBee 2021）。 通過(guò)協(xié)議棧配置協(xié)調(diào)器和終端，在各功能節(jié)點(diǎn)的協(xié)議棧程序設(shè)計(jì)時(shí)，該協(xié)議棧采用統(tǒng)一的編寫(xiě)方式，用宏定義語(yǔ)句：＃ ifdef、＃ def、＃ else 等語(yǔ)句區(qū)別各功能節(jié)點(diǎn)在各協(xié)議層中的操作通過(guò)這樣我們可以將協(xié)議棧看成一個(gè)整體，提高了協(xié)議棧的移植性。 整個(gè)協(xié)議棧都是通過(guò)中斷 請(qǐng)求 調(diào)用任務(wù)添加函數(shù) osalTaskAdd()，然后 把 各個(gè)層 指針、初始化函數(shù)、時(shí)間處理函數(shù)等添加到任務(wù)表中，然后通過(guò)中斷來(lái)響應(yīng)不同的事件。 DS18B20 程序 DS18B20 下的工程文件如下代碼： include include include include void Initial() // 系統(tǒng)初始化 { CLKCONCMD = 0x80。 // 選擇 M 32M 振蕩器 while(CLKCONSTAamp。0x40)。 // 等待晶振穩(wěn)定 UartInitial()。 // 串口初始化 P0SEL amp。= 0xbf。 0 //DS18B20 的 的 o io 口初始化 } void main() { char data[5]=temp=。 // 串口提示符 Initial()。 while(1) { Temp_test()。 // 溫度檢測(cè) /******* 溫度信息打印 ***********/ UartTX_Send_String(data,5)。 UartSend(temp/10+48)。 UartSend(temp%10+48)。 UartSend(39。\ \ n39。)。 Delay_ms(1000)。 // 延時(shí)函數(shù)使用定時(shí)器方式 ，延時(shí) 1S } } 軟件設(shè)計(jì) 我們要實(shí)驗(yàn)的功能是終端設(shè)備讀取 0 DS18B20 溫度信息，通過(guò)協(xié)議棧設(shè)置點(diǎn)播方式發(fā)送到協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器通過(guò)通常打印出來(lái)。在串口調(diào)試助手上面顯示。這就實(shí)現(xiàn)了無(wú)線溫度采集。 1） 我們?cè)趨f(xié)議棧 APP目錄中添加 圖。 圖 2） 整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)置 點(diǎn)播 方式 ， Ti 在協(xié)議棧上已經(jīng)打好應(yīng)用層框架，我們只需要在其中進(jìn)行修改和添加自己需要的任務(wù)或事件，也就是在點(diǎn)播例程的基礎(chǔ)上完成 ，故函數(shù)編程在 上進(jìn)行。我們先包含 文件 如下圖 。 圖 3） 在 void SampleApp_Init( uint8 task_id )中設(shè)置傳感器初始化引腳 和 修改尋址方式并添加入網(wǎng)控制函數(shù)。 void SampleApp_Init( uint8 task_id ) { SampleApp_TaskID = task_id。 SampleApp_NwkState = DEV_INIT。 SampleApp_TransID = 0。 /***********串口初始化 ************/ MT_UartInit()。//初始化 MT_UartRegisterTaskID(task_id)。//登記任務(wù)號(hào) HalUARTWrite(0,Hello World\n,12)。 // 溫度傳感器初始化 P0SEL amp。= 0xbf。 //DS18B20 的 io 口初始化 main(). if defined ( BUILD_ALL_DEVICES ) if ( readCoordinatorJumper() ) zgDeviceLogicalType = ZG_DEVICETYPE_COORDINATOR。 else zgDeviceLogicalType = ZG_DEVICETYPE_ROUTER。 endif // BUILD_ALL_DEVICES if defined ( HOLD_AUTO_START ) ZDOInitDevice(0)。 endif // Setup for the periodic message39。s destination address // Broadcast to everyone =(afAddrMode_t)A