-
zigbee
实训报告
实训要求:
(
1
)
eb
板按键能控制
led
灯的亮灭;
(
2
)
c#
软件开发界面控件能控制
zig
bee
板上
led
灯的亮灭;
(
3
)
c#
界面能通过图片实时显示
zig
bee
板上
led
的亮灭情况;
需求分析:
这次实训做的是一
个简单的智能家居控制灯,
能实现
pc
机控制灯,
并且实时
查
看灯的开与关状态,
锻炼我们
上位机对下位机的控制与下位机反馈信息到上位机的能力,
要求能熟炼使用
iar
软件进行
zigbee
编程和使用
microsoft visual studio
进行
c#
界面的
开发。
知识点整理:
(
1
)
zigbee
按键控制
led
灯程序的运用;
(
2
)
zigbee
接收串口发送来的数据识别并做处理;
(
3
)
zigbee
发送串口数据函数的调用;
(
4
)
c#
串口部分如串口号,波特率,检验位的设定;
(
5
)
c#
接收到串口数据并处理,
c#<
/p>
发送串口数据;
遇到的难题:
(
1
)
zigbee
使用到的
串口中断和按键中断两个中断,
经常使得功能不稳定;
(
2
)
c#
串口接收到的数据可以调用显示但无法识别;
(
3
)
c#
的接收后显示和发送出现线程经常出错,无法在一个元件
实现实时
led
灯状态;
(
4
)程序整合的过程经常出现无法兼顾两个程序原来的功能。
部分问题处理办法:
?
下位机
zigbee
p>
:
if(key1==1)
{
delay(25000);
}
注:按键的简单去抖
if(key1==1)
{
keytouchtimes++;
}
if(keytouchtimes ==1)
{
uarttx_send_string(txdata,r);
rled = 0;
keytouchtimes =2;
}
if(keytouchtimes ==3)
{
uarttx_send_string(txdata2,r);
rled = 1;
keytouchtimes =0;
}
注:
按键每次按下
keytouchtimes
加
1
,
当
1
状态时关
led
灯并且发送
txdata
数组到上
位机同时自身跳转到状态
2
;当
3
状态时开
led
灯并且发送
txdata2
数组到上位机同时自身<
/p>
跳转到
0
;这样写可以保证每次按键按下
时
led
灯会取反并且每次状态改变时把状态通过数
组发送到上位机。
?
上位机
c#
整体效果图:
?
·
上位机显示灯状态图:
private void button2_click(object
sender, eventargs e)
{
(a1#);
=
}
private void button3_click(object
sender, eventargs e)
{
(a0#);
=
}
当
c#
界面按下关灯按键时会发送
a0#
命令到
zigbee
实现关灯命令同时把关灯图片付值到
显示见面
;
当
c#
界面按下开灯按键时会发送<
/p>
a1#
命令到
zigbee
实现关灯命令同时把开灯图片
付值到显示见面;
zigbee
接收
c#
命令程序:
1. if(rxtxflag == 1)
2. {
//
接收状态
if( temp != 0)
{
if((temp!=#)&&(datanumber<3))
{
//
’#‘被定义为结束字符
7.
//
最多能接收
3
个字符
8.
recdata[datanumber++] = temp;
9. }
10. else
11. {
12. rxtxflag = 3;
//
进入改变小
灯的程序
13. }
14. if(datanumber
== 3)rxtxflag = 3;
15. temp = 0;
16. }
17. }
18. if(rxtxflag == 3)
19. {
20.
21. if(recdata[0]==a)
22. {
23. if(recdata[1]==0)
24. {
25. rled = 0;
26. yled = 1;
27. gled = 1;
// a0#
关所
有
led
28. }
29. else
30. {
31. rled = 1;
32. yled = 1;
33. gled = 1;
// a1#
开所
有
led
34. }
35. }
注:每次收到数据是以
#
p>
号结束字符的判断并识别到接收的数据为
a0#
时关
rled
灯,识
别到接收的数
据为
a1#
时开
rled
灯。
3. 4. 5. 6.
篇二:
zigbee
专业认识实习调研报告
专业认识实习调研报告
1 zigbee
的含义
zigbee
技术是一种新兴的介于无线标记技术与蓝
牙技术间的短距离、
低复杂度、
低功耗、
低数据速率、低成本的无线网络技术,通过无线电波以接力方式将数据从一个传感器传送到
另
一
个
传
感
器
,
使
数<
/p>
千
个
微
小
传
感
器
之
间
实
现
相
互
协
调
的
通
信
。
zigbee
协
议
采
用
< br>ieee802.15.4
标准的物理层和链路层,
并在
其上增加了网络层,
安全模块和应用支持子层模
块,从而实现了
大区域网络覆盖
zigbee
由于其在低功耗、低复杂度、自组
织等方面的优势,
逐渐成为无线传感器网络的首选通信协议。工作于无须注册的
2.4
ghz
ism
频段
,
传输速率为
10
~
250
kb/s,
传输
距离为
10
~
75
< br>m
。该项技术自
2002
年起由
zigbee
技术联盟研究开发
,
p>
采
用
ieee 802.15.4
标准作为其物理层和媒体接入子层标准、网络层及上层标准
,
即
zigbee
技
术标准
。
以传感器和自组织网络为代表的无线应用并不需要较高的传输带宽
,
但却需要较低的
传输延时和极低的功率消耗。
因此
,
迫切需要一种符合传感器和低端的、
面向控制的、
应用简
单的专用标准
,zigbee
技术的特点使它与无线传感器网络完美地结合在一起。本文
以
zigbee
技术为背景
,
研究基于
zigbee
的无线传感器网络。
p>
蜜蜂在发现花丛后会通过一种特殊的肢体语言来告知同
伴新发现的食物源位置等信息,
这种肢体语言就是
zigzag
行舞蹈,是蜜蜂之间一种简单传达信息的方式。借此意义
zig
bee
作为新一代无线通讯技术的命名。
在此之前
zigbee
也被称为
“
h
omerf
lite
”
“
、
rf-
easylink
”
或“
firefly
”无线电技
术,目前统称为
zigbee
。简单的说,
zigbee
是一种高可靠的无线数
传网络,类似于
cdma
和
gsm
网
络。
zigbee
数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标
准
的
75m
到几百米、几公里,并且支
持无限扩展。
zigbee
是一个由可多到
65000
个无线数传模
块组成的一个无线数传网络平台,
在整个网络范围内,
每一个
zigbe
e
网络数传模块之间可以
相互通信,每个网络节点间的距离可以
从标准的
75m
无限扩展。
根据
zigbee
联盟公布的
zigbee
技术标准
,
各个芯片生产厂家都公布了基于自己产品的
zigb
ee
协议栈。有
ti
公司、
avr
公司、
microchip
公司等
,
其中
ti
公司及
microchip
公司开
发了源代码开放的
zigbee
协议栈。
zigbee
标准采用分层结构,根据开放式通信系统互联模
型,从上往下具有物理层、数据链路层、网络层、应用支持子层和应用层。从网络层以上的
协议有
zigbee
联盟制定,
ieee 802.15.4
标准定义物理层和数据链路层。这里介绍的是
microchip
公司基于
zigbee 2
006
标准的
zigbee
协议栈。<
/p>
zigbee
协议栈采用分层结构
,
p>
每一
层都为其上一层提供一套明确的服务
:
数据实体提供数据传输服务
,
管理实体
则提供其他所有
的服务。
每个服务实体都通过服务接入点为上层
提供一个接口
,
每个服务接入点都支持一定数
< br>量的服务原语来实现所需功能。
apsde-
sap
为数据实体接口
,mlme-sap
为管理实体接口。
zigbee
协议栈中
< br>,
各层间数据的传输通过帧来实现
,
在
pan
网络结构中定义了
4
p>
种帧结构
:
信
标帧
、数据帧、确认帧及命令帧。不管是那种传输帧
,
发送时都是自
协议栈高层向底层传输
,
从产生层向下每个协议层都为其增加自己的帧头和帧尾。
接收时
都是自底层向高层传输
,
从物理层向上依次去掉每个协议层的帧
头和帧尾。
zigbee
是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗
、低数据速率、低成本的双向无线通信
技术
,
< br>是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案
,
相对于
现有的各种无线通信技
术
,zigbee
将是最低功耗和成本的技术之一。
zigbee
技术的低数据
速率和通信范围较小的特
点
,
也决定了
zigbee
技术适合于承载数据流量较小和
< br>qos
的要求不高的业务。
zigbee
在网络
层和媒体接入控制层都加入了安全保密机制
,<
/p>
采用了四种
ieee
802.15.4
媒体接入控制底层的
安全保障策略。第一:访问控制
,
设备保存那些网络中被信任的设备名单。第二:资料加密
,
使用高级
128
位对称加密
(aes-128)
算法。第三:帧完整地保护数据
,
保护数据免受因没有密
钥而被修改。
第四:
拒绝连续刷新的数据帧
,
< br>网络控制器将对刷新值与最后已知值比较从而决
定是否对该数据帧进行丢弃。不仅
如此
,zigbee
的上层应用还可以灵活地定制不同的安全属
性。
zigbee
主要适合于自动控制和远程控制领域
p>
,
可以嵌入各种设备中
,
< br>同时支持地理定位
功能。
zigbee
< br>网络支持两种类型的物理设备
:
全功能设备
(full function device,ffd)
和精
简功能设备
(reduced
function
device,rfd)
。
zigbe
e
网络支持两种类型的物理设备
:
全功
能
设备
(full
function
device,ffd)
和精简功能设备
(reduced
function
device,rf
d)
。一般来
说
,
全功能设备
(ffd)
支持任何拓扑结构
< br>,
可以充当网络协调器能和任何设备通信
;
精简功能设
备
(rfd)
只
适用于星型网络拓扑结构中
,
不可以充当网络协调器
,
且只能与
ffd
通信<
/p>
,
不能与其
他
r
fd
通信
,
但它们内部的电路比
ffd
少
,
只有很少
或没有消耗能量的内存
,
因此实现相对简单
,
也更利于节能。于是
,
在任一个
zigbee
网络中必然存在三种功能设备
:
网络协调功能设备
;
可
以与任何物理设备通信的全功能设备
,
也叫网络
节点
;
精简功能设备
,
因其内部功能结构简单、
上层应用少
,
且某些仅仅包含
ieee
标准协议栈
< br>,
所有又被称为
ieee
节点<
/p>
(ieeenode)
。网络协
调器的主
要功能是协调建立网络
,
其他功能还包括
:
传输网络信标
,
管理网络节点
p>
,
存储网络节
点信息并且提供关联节点之间
的路由信息。此外
,
网络协调器要存储一些基本信息
,
如节点数
据设备、数据转发表、设备关联表等。
在能量管理方面
,
网络协调器因为要处理控制问题
,
例
如控制系统的同步问题
(
如发信标
)
、
要转换长短位址的对应或处理装置彼此间的沟通等
,
需要
p>
较多的能量
,
因此一般使用连接式电源
p>
;
而其余设备基本上都是使用电池。
zigbee
网络中可同时存在两种不同类型的设备<
/p>
,
一种是具有完整功能的设备
(ffd)
,
一种
是简化功能的设备
(rfd)<
/p>
。在网络中
,ffd
通常有
3
种工作状态
:
作为个人区
域网络的协调器
(pan);
作为路由器
;
作为一个终端设备。
一个
ffd<
/p>
可以同时和多个
rfd
或多个其他的
p>
ffd
通信
,
而对
于
rfd,
它只能和一个
ffd
进行通信
,
故只能作为终端设备。
zigbee
协调器
,
即
zigbee
的
个域网协调器
,
是网络建立的起点
,
负责网络的初始化
,
确定个域网标识符和网络工作的物理
信道
,
并统筹短地址的分配。
zigbee
协调器必须是全功能设备
,
并且一个网络只有一个协调器。
zigbee
路由器
是一个全功能设备
,
类似于定义的协调器
,
在接入网路后
,
它能获得一定的<
/p>
16
位
短地址空间。
在其通信范围内
,
它能允许其他节点加入或者离开网络
p>
,
分配及收回短地址
,
路由
和转发数据。
zigbee
终端设备
,
既可以是全功能设备
,
也可以是简化功能设备
,
它只能与
其
父节点通信
,
从其父节点处获得网络标识符、
< br>短地址等相关信息。
zigbee
网络由
ffd
和
rfd
组成
,
网络有两种拓扑结构
:
星型拓扑结构和对等拓扑结构。星型拓扑网络是由一个
pan
协调
器的中央控制器和多个从设备组成
,
主协调器必须是一个
ffd
设备
,<
/p>
从设备既可以是
ffd
也可
以
rfd;
对等网络拓扑结构也存在协调器
,
该网络不同于星型拓扑结构
,
在该拓扑结构中任何
设备只要在其通信范围之内就可以和其他设备进行通信。<
/p>
2
zigbee
发展现状与前景
随着
zigbee
协议标准的逐步完善和物联网大环境的带动,整个
zigbee
产业可以说是朝
着越来越繁盛的趋势发展,在
5<
/p>
大上游芯片厂商和
zigbee
联盟的不
断努力推动下,基于
zigbee
应用层出不穷,并和我们的实
际生活接轨,让人们的生活更加智能美好了。
虽然
zigbee
应用越来越多,芯片出货量也连年递增,但总体来说,
zigbee
市场仍然处
于起步探索阶段,还没有真正上量起飞,主要表现在在于可
应用的终端商用产品还多处于研
发阶段,
真正上市的不多,
p>
具有典型应用的方向和领域便少,
点对点的应用较多,
体现
zigbee
优势的网状网络应用少,缺乏体现
zigbee
大型组网应用。
虽然
zigbee
在艰难中前进,但未来整个
zigbee
产品还是
值得我们期待,从技术标准层
面上来看,
未来
< br>zigbee
将紧密迎合物联网大概念方向趋势的发展,
努力扮演好传输层界面上
的角色,在
zigbee
联盟的推动下,
zigbee
技术将朝着开发
soc(
片上系统
)
,更多规范,于
ipv6
结合,更廉价,更省电,更快速等方向
发展。从应用领域和方向方面来看,
zigbee
完全
有机会开拓在目前大然的智能手机领域中的应用,目前智能手机领域里短距离数据传输主要
是通过蓝牙方式来实现,但相比于蓝牙,
zigbee
的低功耗更具有优势,
2
节
5
号干电池可支
持
1
个节点工作
6~24
个月,甚至更长,相比较,蓝牙能工作
数周,
wifi
只能工作数小时。
同时
,贵重设备的定位也是未来值得关注的一个大的潜在应用领域,加大在大型停车场,矿
井
人员定位等方面的应用。
作为离我们最近的中国市场,
zigb
ee
产品的应用爆发可能需要的
时间更长,中国的无线网络市场还未成熟,本土厂商的
参与度还非常有限,未来
zigbee
产业人士要加大无线自动
抄表系统,
车用无线领域等工业应用,
便携设备等高端市场的应
用。
综上所述,
作为新兴的短距离无线通信技术,
zigbee
产品将以各种各样的方式快步向我们走
来,成为人类工作和生活中布可或缺的一部分。篇三:
zigbee
心得体会
心得体会
本次实训之前,
我就上网搜索
了
zigbee
的概念和相关信息。
通
过这次为期五周的无线通
信技术综合训练,我对
zigbee<
/p>
无线通信技术,以及单片机
cc2530
开发板的硬件结构和功能
有了初步的了解和认识。
实训的第一周,我们学习利用
iar
embedded
wordbench
软件,建立工程,编写、调试和
下载程序,
通过
cc2530
开发板的现象来分析程序的功能。
亲眼
目睹了软件驱动硬件工作之后,
我开始对这次实训产生了浓厚兴趣。在熟悉了软件和硬件
的基本操作后,我们开始编写和调
试相对复杂的程序。这个编写和调试的过程对我来说是
个很大的挑战,因为我的
c51
基础很
薄弱,
所以很多看似简单的程序,
我都要去查资料或者请教老师
同学。
最后一周的综合实验,
是小组合作共同完成的。
我体会到了
zigbee
技术的功能强大,
p>
也体会到了团队合作的快乐和
价值。
现实和理想总是有差距的,或多或少都会出现一些问题
。对于通信方面的实训来说更是
如此。在这次实训过程中,我遇到了各种问题:某句程序
不理解,程序调试不成功,节点指
示灯不闪烁,液晶屏显示乱码,实验现象和预期要求不
符等。通过查阅相关资料、小组成员
探讨和请教老师等途径,
这
些问题得到了及时有效的解决。
解决问题的过程不是一帆风顺的,
是要付出汗水和努力的,但这个过程很值得。
通过这次实训,
我认识和了解
了热门的
zigbee
技术,
提高了<
/p>
c51
的程序编写和调试能力。
更重要的
是,这次实训提高了我们通信专业所必需的实践能力和职场所需的团队合作能力,
培养了
我们认真严谨的科学态度。这些东西将让我们终身受益!篇四:
zigbee
实验报告
一、
zigbee
简介
1.1
什么是
zigbee
zigbee
是基于
ieee802.15.4
标准的低功耗局域网协议。
zigbee
技
术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、
低数据速率。
主要适合用于自动控制和远程控制领域,
< br>可以嵌入各种设备。
简而言之,
zigbee
就是一种便宜的,
低功耗的近距离无线组网通讯技术。
zigbee
是一种低速短距离传输的无线
网络协议。
p>
1.2 zigbee
协议栈
zigbee
协议从下到上分别为物理层
(phy)
、媒体访问控制层
(mac)
、传输层
(tl)
、网络层
(nwk)
、应用层
(apl)
等。
其中物理层和媒体访问控制层遵循
ieee
802.15.4
标准的规定。
1.3
zigbee
技术优势
?
数据传输速率低:
10k
b/
秒
~250kb
/
秒,专注于低传输应用
?
功耗低:在低功耗待机模式下,两节普通
5
号电池可使用
6~24
个月
?
成本低:
zigbee<
/p>
数据传输速率低,协议简单,所以大大降低了成本
?
网络容量大:网络可容纳
65,000
个设备
?
时延短:
典型搜索设备时
延为
30ms
,
休眠激活时延为
15ms
,
活动设备信道接入时延为
15ms
。
?
网络的自组织、自愈能力强,通信可靠
?
数据安全:
zigbe
e
提供了数据完整性检查和鉴权功能,采用
aes-128
p>
加密
算法
(美国新加密算法,
p>
是目前最好的文本加密算法之一)
,
各个应
用可灵活确定其安全
属性
?
工作频段灵活:使用频段为
2.4ghz
、
868mhz
(欧洲
)和
915mhz
(美国)
,均为免执
照
(免费)的频段
1.4
zigbee
应用条件
?
低功耗;
?
低成本;
?
较低的报文吞吐率;
?
需要支持大型网络接点的数量级;
?
对通信服务质量
qos
p>
要求不高(甚至无
qos
)
;
?
需要可选择的安全等级(采用
aes-128
)
,
?
需要多方面的较复杂的网络拓扑结构应用;
?
要求高的网络自组织、自恢复能力。
二、
cc2530
实验及实验修改
2.1
基础实验
(
1
)实验要求:按键触发中断,
ds18b20
测外部温度,数据
以一定格式传输到串口显示
(
2
)程序代码:
#include <stdio.h>
#includeiocc2530.h
#includeds18b20.h
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define key1 p0_1 //
定义按键为
p01
口控制
//
变量
uchar keyvalue=0;
//
定义变量记录按键动作
uint keytouchtimes=0;
//
定义变量记录按键次数
//
函数声明
void delay(uint);
//
延时函数声明
void initial(void);
//
初始化函数声明
void initkey(void);
//
初始化按键函数声明