ZigBee网络组建技术

本书选用了11个基于ZigBee协议栈应用开发的实例，按照“突出应用，理论够用”的原则，采取项目化教学的方式，以作品制作为载体，采用在作品制作过程中穿插讲解基础知识和基本技能的方法，由浅入深地讲解了ZigBee无线网络的开发方法，包括开发环境的搭建、协议栈中串口、定时器、NV存储器的使用方法，单播、广播、组播通信的实现方法，无线网络的管理方法，无线传感网络的组建方法以及C程序设计的技巧。　　本书立足于应用实践，摒弃了对复杂而深奥的通信协议理论知识的讲解，适用于高等职业院校物联网、电子信息、移动通信、网络及计算机等专业作为无线组网技术课程的教材，也可作为应用型本科和物联网培训班的教材以及从事无线网络组建的工程技术人员学习和参考。

李文华，男，教授，就职于浙江工贸职业技术学院，中国电子学会高级会员，长期致力于电子信息、物联网技术的相关教学

项目1　搭建开发环境 1

任务要求 1

实现方法与步骤 1

1． 准备开发工具 1

2． 安装开发工具包 3

3． 安装仿真器 8

4． 新建工程 11

5． 配置工程 15

6． 编译、连接程序 17

7． 调试程序 18

8． 烧录程序 21

实践总结 25

习题 25

项目2　在协议栈中控制LED闪烁 26

任务要求 26

相关知识 26

1． 协议与协议栈 26

2． ZigBee网络中的设备 26

3． 系统事件与用户事件 27

4． osal_msg_receive（）函数 29

5． osal_msg_deallocate（）函数 29

6． osal_start_timerEx（）函数 29

7． HalLedSet（）函数 30

8． HalLedBlink（）函数 31

实现方法与步骤 31

1． 准备程序文件 31

2． 编写协调器程序 34

3． 编制头文件Coordinator．h 38

4． 修改OSAL_SampleApp．c文件 39

5． 移除App组中的多余文件 39

6． 编译下载程序 40

程序分析 42

1． App组中的文件 42

2． Coordinator．c文件中的代码分析 44

3． Coordinator．h文件中的代码分析 52

实践拓展 53

1． 在无协调器的条件下运行程序 53

2． 在有协调器的条件下运行程序 55

实践总结 56

习题 56

项目3　用事件驱动处理串口接收数据 58

任务要求 58

相关知识 58

1． HalUARTOpen（）函数 58

2． HalUARTRead（）函数 60

3． HalUARTWrite（）函数 60

4． osal_set_event（）函数 61

5． 端口的概念 61

实现方法与步骤 62

1． 编制协调器的程序文件Coordinator．c 62

2． 编制程序接口文件Coordinator．h 64

3． 修改OSAL_SampleApp．c文件 65

4． 程序编译与下载运行 67

程序分析 71

1． Coordinator．c文件中的代码分析 71

2． OSAL_SampleApp．c文件中的代码分析 74

3． OSAL工作原理分析 76

实践拓展 81

用新任务处理串口数据 81

实践总结 84

习题 85

项目4　用回调函数处理串口接收数据 86

任务要求 86

相关知识 86

1． 回调函数 86

2． osal_memcmp（）函数 87

3． osal_strlen（）函数 87

4． osal_memset（）函数 88

实现方法与步骤 88

编制协调器的程序文件 88

程序分析 91

1． Coordinator．c文件中的代码分析 91

2． 串口回调函数的工作原理分析 94

实践拓展 99

查看ZStack中串口的配置代码 99

实践总结 103

习题 103

项目5　用计算机控制终端节点上的LED 105

任务要求 105

相关知识 105

1． 数据包与消息 105

2． 数据通信的3种方式 107

3． 设备的地址 108

4． AF_DataRequest（）函数 108

实现方法与步骤 111

1． 编制协调器的程序文件 111

2． 编制终端节点的程序文件 116

3． 程序编译与下载运行 119

程序分析 123

1． Coordinator．c文件中的代码分析 123

2． EndDevice．c文件中的代码分析 124

实践拓展 125

修改ZStack中LED的配置 125

实践总结 128

习题 129

项目6　分组传输数据 131

任务要求 131

相关知识 131

1． 信道 131

2． PAN ID 132

3． 组播通信的相关函数 133

4． 组播通信的实现方法 134

实现方法与步骤 136

1． 编程思路 136

2． 编制节点的程序文件 138

3． 设置PANID和信道 144

4． 程序编译与下载运行 145

程序分析 147

实践总结 149

习题 150

项目7　用NV存储器保存数据 151

任务要求 151

相关知识 151

1． NV存储器 151

2． osal_nv_item_init（）函数 152

3． osal_nv_read（）函数 153

4． osal_nv_write（）函数 153

实现方法与步骤 154

1． 定义用户条目 154

2． 编制协调器的程序文件 154

程序分析 159

实践拓展 160

读取节点的MAC地址 160

实践总结 162

习题 163

项目8　显示节点的地址 164

任务要求 164

相关知识 164

1． 协议栈中地址的分配机制 164

2． 获取地址的相关函数 166

实现方法与步骤 167

1． 编制节点的程序文件 168

2． 编制数值转换的程序文件 171

3． 新建User组 173

4． 程序的编译与下载运行 175

程序分析 177

实践拓展 178

绘制网络拓扑图 178

实践总结 180

习题 180

项目9　制作防盗监测器 181

任务要求 181

相关知识 181

1． 热释电红外传感器的应用特性 181

2． 在协议栈中添加传感器驱动程序的方法 184

实现方法与步骤 185

1． 编制传感器驱动程序文件 185

2． 编制协调器的程序文件 187

3． 编制终端节点的程序文件 190

4． 程序编译与下载运行 193

程序分析 194

实践总结 196

习题 196

项目10　制作光照信息采集器 198

任务要求 198

相关知识 198

1． 光敏电阻的特性 198

2． ZStack中的ADC函数 199

3． ZStack中ADC的使用方法 201

实现方法与步骤 202

1． 编制节点的程序文件 202

2． 程序编译与下载运行 205

程序分析 206

实践总结 207

习题 208

项目11　制作温湿度采集器 209

任务要求 209

相关知识 209

1． MicroWait宏 209

2． DHT11的工作特性 209

3． DHT11的访问操作 210

实现方法与步骤 215

1． 搭建DHT11的控制电路 215

2． 编制DHT11的驱动程序文件 215

3． 编制节点的程序文件 217

4． 程序编译与下载运行 223

程序分析 224

实践总结 226

习题 226

附录A　ZigBee模块原理图 228

附录B　2016年全国物联网大赛试题（ZigBee部分） 230

试题1　任务三　物联网感知层开发调试 230

一、任务要求 230

二、任务环境 230

三、任务说明 230

试题2　任务三　物联网感知层开发调试 233

一、任务要求 233

二、任务环境 234

三、任务说明 234