【無線通信篇 | Zstack協議棧】CC2530 Zigbee Zstack協議棧組網項目及詳細講解篇

 

演示視頻:https://www.bilibili.com/video/BV1Ew411o7Fp

 

物聯網無線通信技術,ZigBee無線傳感網絡

CC2530最大的特點就是一個擁有無線收發器(RF)的單片機,既能實現單片機功能,也能實現無線傳輸

Zstack協議棧是ZigBee協議棧裏的翹楚,是ZigBee組網的首選協議棧

 

項目實現功能:

l  總共有三個端點,一個協調器和兩個終端節點

l  終端節點1連接DHT11溫溼度傳感器,定時上傳給協調器

l  終端節點2連接LED,可以通過協調器按鍵控制,定時上報LED開關狀態

l  協調器連接12864 OLED 屏幕,實時顯示溫溼度和LED狀態

l  協調器可以通過按鍵控制終端2的LED開關,控制後將會顯示控制結果

 

擴展功能(當前未實現,可進一步開發實現):

l  連接協調器串口,將終端節點採集的數據通過串口發送,PC寫上位機實現數據展示

l  連接WIFI或者4G模塊,WIFI模塊如ESP8266,實現數據局域網無線傳輸或者上傳到OneNET、機智雲、阿里雲、自己開發雲服務器等,實現WEB或手機APP顯示和控制。

 

一、項目測試

 

 

(可想而知,廣州的天氣有多熱,39℃了都)

 

演示視頻:https://www.bilibili.com/video/BV1Ew411o7Fp

 

實現功能彙總:

l  總共有三個端點,一個協調器和兩個終端節點

l  終端節點1連接DHT11溫溼度傳感器,定時上傳給協調器

l  終端節點2連接LED,可以通過協調器按鍵控制,定時上報LED開關狀態

l  協調器連接12864 OLED 屏幕,實時顯示溫溼度和LED狀態

l  協調器可以通過按鍵控制終端2的LED開關,控制後將會顯示控制結果

 

(一)  環境彙總

芯片:CC2530F256

Zstack協議棧:ZStack-CC2530-2.5.1a

編程環境:IAR

 

(二)   引腳分配

協調器:

128*64 OLED 0.96寸屏幕

供電:3.3V

通信協議:IIC

引腳:

SDA P0_6

SCL P0_7

按鍵:

IO:P0_1

下降沿觸發中斷

終端1:

DHT11

通信方式:單總線協議

供電:3.3V

IO:P0_6

終端2:

LED

IO:P1_0

說明:高電平點亮,低電平熄滅

 

二、 基礎認識

(一)  CC2530單片機

CC2530最大的特點就是一個擁有無線收發器(RF)的單片機,既能實現單片機功能,也能實現無線傳輸。

CC2530 結合了領先的RF 收發器的優良性能,業界標準的增強型8051 CPU,系統內可編程閃存,8-KB RAM 和許多其它強大的功能。CC2530 有四種不同的閃存版本:CC2530F32/64/128/256,分別具有32/64/128/256KB 的閃存。CC2530 具有不同的運行模式,使得它尤其適應超低功耗要求的系統。運行模式之間的轉換時間短進一步確保了低能源消耗。

CC2530F256 結合了德州儀器的業界領先的黃金單元ZigBee 協議棧(Z-Stack),提供了一個強大和完整的ZigBee 解決方案。

CC2530開發板

方便二次開發,可編程燒錄

(1)開發板

 

(2)網蜂開發板

Zigbee串口透傳模塊

這是一個特殊功能的模塊,其燒寫的固件是配置串口做數據透傳用的,主要是方便方便簡單使用,不可再編程

(二)  ZigBee Zstack協議棧

Zstack協議棧是ZigBee協議棧裏的翹楚,是ZigBee組網的首選協議棧

ZigBee其特點是近距離、低複雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本。ZigBee的技術特性決定它將是無線傳感器網絡的最好選擇,廣泛用於物聯網,自動控制和監視等諸多領域。

德州儀器公司(TI)編寫的ZigBee協議棧源碼,起名爲zstack。也就是說zstack協議棧是衆多ZigBee協議棧中的一種,是由TI公司編寫併發布的。Zstack協議棧爲開發者提供了ZigBee協議棧的實現的API接口,極其方便了使用。

 

網絡拓撲結構

 ( 1 )星形拓撲結構

一個協調器多個終端節點,終端節點直接與協調器相連

 

( 2 ) 樹形拓撲結構

一個協調器多個路由器,終端節點與路由器相連,都是一對一連接的

 

( 3 ) 網狀拓撲結構

一個協調器多個路由器,終端節點與路由器相連,路由器可以互相連接

 

協議棧目錄分析

 

l  APP:應用層目錄,這是用戶創建各種不同工程的區域,在這個目錄中包含了應用層的內容和這個項目的主要內容,在協議棧裏面一般是以操作系統的任務實現的。

l  HAL:硬件層目錄,包含有與硬件相關的配置和驅動及操作函數。

l  MAC:MAC層目錄,包含了MAC層的參數配置文件及其MAC的LIB庫的函數接口文件。

l  MT:監控調試層,主要用於調試目的的,即實現通過串口調試各層,與各層進行直接交互。

l  NWK:網絡層目錄,涵網絡層配置參數文件及網絡層庫的函數接口文件,APS層庫的函數接口。

l  OSAL:協議棧的操作系統。

l  Profile:AF層目錄,包含AF層處理函數文件。

l  Security:安全層目錄,安全層處理函數接口文件,比如加密函數等。

l  Services:地址處理函數目錄,包括着地址模式的定義及地址處理函數。

l  Tools:工程配置目錄,包括空間劃分和Zstack相關的配置信息。

l  ZDO:ZDO目錄。

三、 編程

IAR 舊版和新版

 

(本工程開發使用的是舊版,新版也可用)

項目地址

 

打開項目

 

修改協調器或終端

CoordinatorEB 爲協調器

EndDeviceEB 爲終端

 

終端節點選擇

 

 

編譯及下載

 

如果數據交互衝突,可以更改這裏,以創建不同的ZigBee網絡

四、擴展功能(可進一步開發實現)

 

l  連接協調器串口,將終端節點採集的數據通過串口發送,PC寫上位機實現數據展示

l  連接WIFI或者4G模塊,WIFI模塊如ESP8266,實現數據局域網無線傳輸或者上傳到OneNET、機智雲、阿里雲、自己開發雲服務器,實現WEB或手機控制

 

五、 個人導航

 

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