【正文】 識(shí)別（ RFID）技術(shù) .................................................................. 87 RFID 讀寫器設(shè)備介紹 ........................................................................... 88 RFID 讀寫器底板 ........................................................................... 88 RFID 讀寫模塊和標(biāo)簽 .................................................................... 89 RFID 讀寫器 .................................................................................. 90 WiFi模塊與 RJ45以太網(wǎng)模塊設(shè)置 ......................................................... 92 WiFi模塊設(shè)置 ................................................................................ 92 RJ45 以太網(wǎng)模塊設(shè)置 ..................................................................... 94 低頻 LF 讀寫實(shí)驗(yàn)演示 ........................................................................... 95 串口讀寫實(shí)驗(yàn) ................................................................................. 95 WiFi與 RJ45 以太網(wǎng)口讀寫實(shí)驗(yàn) ..................................................... 96 高頻 HF 讀寫實(shí)驗(yàn)演示 .......................................................................... 98 串口讀寫實(shí)驗(yàn) ................................................................................. 98 WiFi與以太口讀寫實(shí)驗(yàn) .................................................................. 99 超高頻 UHF 讀寫實(shí)驗(yàn) ......................................................................... 100 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)》 —ZigBee 基礎(chǔ)知識(shí)與組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 1 第 1章 ZigBee 基礎(chǔ)知識(shí)與組網(wǎng) 實(shí)驗(yàn) ZigBee 基礎(chǔ)知識(shí) ZigBee 信道 定義了兩個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)，分別是 物理層和 868/915MHz 物理層。兩者均基于直接序列擴(kuò)頻（ DirectSequenceSpread Spectrum， DSSS）技術(shù)。 具體信道分配如下表： 信道編號(hào) 中心頻率 /MHz 信道間隔 /MHz 頻率上限 /MHz 頻率下限 /MHz k=0 k=1,2,3?10 906+2(k1) 2 928. 0 902. 0 k=11,12,13?26 2401+5(k11) 5 其中在 的物理層，數(shù)據(jù)傳輸速率為 250kb/s；在 915MHz 的物理層，數(shù)據(jù)傳輸速率為 40kb/s；在 868MHz 的物理層，數(shù)據(jù)傳輸速率為 20kb/s。 PANID 是一個(gè) 32 位標(biāo)識(shí)，范圍為 0x0000～ 0xFFFF。 物理地址 是 一個(gè) 64 位 IEEE 地址，即 MAC 地址 ，通常也稱為長(zhǎng)地址 。它通常由制造商或者被安裝時(shí)設(shè)置。 16 位 網(wǎng)絡(luò)地址是當(dāng)設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)后分 配的 ，通常也稱為短地址 。 ZigBee 設(shè)備類型 ZigBee 設(shè)備類型有三種：協(xié)調(diào)器、路由器和終端 節(jié)點(diǎn) 。在同一個(gè) ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中，只允許一個(gè)協(xié)調(diào)器工作，當(dāng)然它也是不可缺的設(shè)備。 圖 ZigBee協(xié)調(diào)器 ZigBee 路由器（ Router） ZigBee 路由 節(jié)點(diǎn)，它的作用是提供路由信息。 圖 ZigBee路由器 ZigBee 終端節(jié)點(diǎn)（ EndDevice） ZigBee 終端節(jié)點(diǎn)， 它有沒有路由功能，完成的是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的終端任務(wù)。 圖 ZigBee傳感控制節(jié)點(diǎn) 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)》 —ZigBee 基礎(chǔ)知識(shí)與組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 3 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的形成 首先，由 Zigbee 協(xié)調(diào)器建立一個(gè)新的 Zigbee 網(wǎng)絡(luò)。并基于每個(gè)允許通道中所檢測(cè)到的通道能量及網(wǎng)絡(luò)號(hào)，選擇唯一的 16 位 PAN ID，建立自己的網(wǎng)絡(luò)。 網(wǎng)絡(luò)形成后，可能會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)重疊及 PAN ID 沖突的現(xiàn)象。 通常， Zigbee 設(shè)備會(huì)將網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點(diǎn)信息存儲(chǔ)在一個(gè)非易失性的存儲(chǔ)空間 鄰居表中。接收到孤兒通知的設(shè)備檢查它的鄰居表，并確定設(shè)備是否是它的子 節(jié)點(diǎn) ，若是，設(shè)備會(huì)通知 子節(jié)點(diǎn) 它在網(wǎng)絡(luò)中的位置，否則 子節(jié)點(diǎn) 將作為一個(gè)新設(shè)備來(lái)加入網(wǎng)絡(luò)。 通常，設(shè)備檢測(cè)通道能量所花費(fèi)的時(shí)間與每個(gè)通道可利用的網(wǎng)絡(luò)可通過(guò) ScanDuration掃描持續(xù)參數(shù)來(lái)確定，一般設(shè)備要花費(fèi) 1 分鐘的時(shí)間來(lái)執(zhí)行 一個(gè)掃描請(qǐng)求，對(duì)于 Zigbee 路由器與終端設(shè)備來(lái)說(shuō)，只需要執(zhí)行一次掃描即可確定加入的網(wǎng)絡(luò)。 PC 端數(shù)據(jù)訪問(wèn)接口協(xié)議 串口通信設(shè)置： 波特率： 38400 校驗(yàn)位：無(wú)校驗(yàn) 數(shù)據(jù)位： 8 位 停止位： 1 位 PC 端接收數(shù)據(jù)格式 PC端接收數(shù)據(jù)格式 如下： SOP D_LEN DATA CHECK SOP： 0x02，操作系統(tǒng)值，定義數(shù)據(jù)發(fā)送開始。如果數(shù)據(jù)長(zhǎng)度小于 7，則表示該幀數(shù)據(jù)只是一個(gè)簡(jiǎn)單的 ACK 幀， DATA表示純數(shù)據(jù)。 ? LO_ADDRHI_ADDR：短地址。 ? LO_IDHI_ID：簇 ID 標(biāo)號(hào)，具體定義如下： ? LOCATION_ENDDEVICE_DEFAULT 0x0020 預(yù)留簇 ID ? LOCATION_ENDDEVICE_TEMPRATURE 0x0030 溫度 ID 上海企想信息技術(shù)有限公司 4 ? LOCATION_ENDDEVICE_HUMIDITY 0x0031 溫濕度 濕度 ID ? LOCATION_ENDDEVICE_LUMINOSITY 0x0032 板載 光照度 ID ? LOCATION_ENDDEVICE_PIRSENSOR 0x0033 紅外人體感應(yīng) ID ? LOCATION_ENDDEVICE_GASSENSOR 0x0034 氣體傳感器 ID ? LOCATION_ENDDEVICE_GHGBUTTON 0x0035 干簧管 按鍵 ID ? LOCATION_ENDDEVICE_HUMTEMP 0x0036 溫濕度 濕度 ID ? LOCATION_ENDDEVICE_LED 0x0041 LED 控制 ID ? LOCATION_ENDDEVICE_BUZZER 0x0042 蜂鳴器控制 ID ? LOCATION_ENDDEVICE_DCMOTOR 0x0043 直流 電機(jī)控制 ID ? LOCATION_ENDDEVICE_STEPMOTOR 0x0046 步進(jìn) 電機(jī)控制 ID ? LOCATION_ENDDEVICE_ADDRMAP 0x0050 長(zhǎng)短地址匹配 ID ? LOCATION_COORDINATOR_PANID 0x0051 獲取 PANIDID ? LOCATION_COORDINATOR_NODENUM 0x0052 獲取節(jié)點(diǎn)數(shù) ID ? LOCATION_COORDINATOR_CHANNEL 0x0053 獲取信道 ID ? LOCATION_COORDINATOR_LOCADDR 0x0054 獲取協(xié)調(diào)器 MAC 地址 ID ? LEN：數(shù)據(jù)負(fù)荷長(zhǎng)度。 ? CHECK：校驗(yàn)和。 PC 端發(fā)送數(shù)據(jù)格式 PC端發(fā)送數(shù)據(jù)格式類同于接收數(shù)據(jù)格式 ，如下： SOP D_LEN DATA CHECK SOP： 0x02，操作系統(tǒng)值，定義數(shù)據(jù)發(fā)送開始。如果數(shù)據(jù)長(zhǎng)度小于 7，則表示該幀數(shù)據(jù)只是一個(gè)簡(jiǎn)單的 ACK 幀， DATA表示純數(shù)據(jù)。指定為 0xCB ? LO_ADDRHI_ADDR：短地址 ? EP：終端節(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào) 其中， 0xD2 表示 路由 節(jié)點(diǎn) ， 0xD3 表示 傳感控制 節(jié)點(diǎn) ， 0xCB 表示 協(xié)調(diào)器 ? LO_IDHI_ID：簇 ID 標(biāo)號(hào)。 ? DAT：數(shù)據(jù)負(fù)荷。校驗(yàn)和計(jì)算方法：去除操作系統(tǒng)值 SOP，然后進(jìn)行異或計(jì)算。 上海企想信息技術(shù)有限公司 6 圖 ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)圖與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)? Zigbee 模塊基礎(chǔ)設(shè)置實(shí)驗(yàn) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 了解 ZigBee 節(jié)點(diǎn) 設(shè)備類型 、信道、 PANID、物理地址和網(wǎng)絡(luò)地址。 PC接收數(shù)據(jù) 02 09 CB 00 00 CB 51 00 02 FF 00 0C 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度： 0x02； 數(shù)據(jù)： 0x00FF，表示讀取到的 PANID 上海企想信息技術(shù)有限公司 10 讀取 PANID 實(shí)例 物理地址 與網(wǎng)絡(luò)地址匹配 長(zhǎng)短 地址匹配命令幀格式 PC發(fā)送地址匹配請(qǐng)求 02 0F CB 00 00 D3 50 00 08 FF 07 06 05 04 03 02 01 09 短地址 ADDR： 0x0000； //0x0000 表示需要訪問(wèn)的節(jié)點(diǎn) 終端節(jié)點(diǎn)號(hào)： 0xCB，表示協(xié)調(diào)器 ID： 0x0050，表示長(zhǎng)短地址匹配 數(shù)據(jù)負(fù)荷長(zhǎng)度為 8； 長(zhǎng)地址： 01 02 03 04 05 06 07 FF； PC接收地址匹配返回 02 0F CB 01 00 D3 50 00 08 FF 07 06 05 04 03 02 01 09 短地址 ADDR： 0x0001； //0x0001 表示當(dāng) 前返回的短地址 終端節(jié)點(diǎn)號(hào)： 0xCB，表示協(xié)調(diào)器 ID： 0x0050，表示長(zhǎng)短地址匹配 數(shù)據(jù)負(fù)荷長(zhǎng)度為 8 長(zhǎng)地址： 01 02 03 04 05 06 07 FF 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)》 —ZigBee 基礎(chǔ)知識(shí)與組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 11 長(zhǎng)短 地址匹配實(shí)例 獲取網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù) 獲取網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)命令幀格式 PC發(fā)送節(jié)點(diǎn)數(shù)請(qǐng)求 02 07 CB 00 00 CB 52 00 00 09 短地址 ADDR： 0x0000 終端節(jié)點(diǎn)號(hào)： 0xCB，表示協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn) ID： 0x0052，表示讀取節(jié)點(diǎn)數(shù) 沒有數(shù)據(jù)負(fù)荷。 【實(shí)驗(yàn)環(huán)境】 ZigBee 套件： 協(xié)調(diào)器 、 傳感控制節(jié)點(diǎn) 輸入輸出控制器件： 數(shù)碼管模塊 、 直流電機(jī) 、 步進(jìn)電機(jī) 、 按鍵 傳感器： 溫度、溫濕度、光照度、紅外人體感應(yīng)、 煙霧、可燃?xì)怏w、 CO2 等傳感器 操作臺(tái)：提 供電源、 PC、 USB 口 軟件：上位機(jī)軟件 ZigBee 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 【實(shí)驗(yàn)拓?fù)洹? 由協(xié)調(diào)器和傳感控制節(jié)點(diǎn)組成的簡(jiǎn)單星型網(wǎng)絡(luò)。 數(shù)據(jù)負(fù)載格式為顯示的數(shù)字的十六進(jìn)制表示，例如， 0:0x00, 1:0x01, 2:0x02, ?? , 10:0x0A, 11:0x0B??， 其中冒號(hào)后面的數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)負(fù)荷。 圖 《物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)》 —ZigBee 基礎(chǔ)控制與數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn) 15 控制蜂鳴器實(shí)驗(yàn) 蜂鳴器控制命令幀格式 PC發(fā)送數(shù)據(jù) 02 08 CB 01 00 D3 42 00 01 01 58 短地址 ADDR： 0x0001 終端節(jié)點(diǎn)號(hào)： 0xD3，表示 傳感控制 節(jié)點(diǎn) ID： 0x0042，表示蜂鳴器控制 數(shù)據(jù)負(fù)荷有一個(gè)字節(jié)，是 0x01 數(shù)據(jù)負(fù)載 0x01 表示蜂鳴器 響 ， 0x00 表示蜂鳴器關(guān)閉 。 圖 控制 LED 燈 實(shí)驗(yàn) LED 燈控制命令幀格式 LED 燈分為板載和外接兩種，用同一條指令控制。 bit03 對(duì)應(yīng)板載 L5L8， bit47 對(duì)應(yīng)外接 LED 模塊 LED1LED4 PC接收數(shù)據(jù) 02 08 CB 01 00 D3 41 00 01 01 58 簡(jiǎn)單的將數(shù)據(jù)返回給 PC LED 燈控制實(shí)例 圖 控制直流電機(jī) 直流電機(jī)控制命令幀格式 PC發(fā)送數(shù)據(jù) 02 08