Zigbee基本通信实验MDKWord文件下载.docx
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更强的存储能力和计算能力可使其在空闲时起网络路由器作用；
也能用作终端设备。
●精简功能设备：
精简功能设备（Reduced-FunctionDevice，RFD）只能传送信息给FFD或从FFD接收信息，其设备特性有：
附带有限的功能来控制成本和复杂性；
在网络中通常用作终端设备；
RFD由于省掉了内存和其他电路，降低了ZigBee部件的成本，而简单的8位处理器和小协议栈也有助于降低成本。
2.网络节点类型。
从网络配置上，ZigBee网络中有3种类型的节点：
ZigBee协调点、ZigBee路由节点和ZigBee终端节点。
●ZigBee协调点：
ZigBee协调点在IEEE802.15.4中也称为PAN（PersonalAreaNetwork）协调点（ZigBeeCoordinator，ZC），在无线传感器网络中可以作为汇聚节点。
ZigBee协调点必须是FFD，一个ZigBee网络只有一个ZigBee协调点，它往往比网络中其他节点的功能更强大，是整个网络的主控节点。
它负责发起建立新的网络、设定网络参数、管理网络中的节点以及存储网络中节点信息等，网络形成后也可以执行路由器的功能。
ZigBee协调点是3种类型ZigBee节点最为复杂的一种，一般由交流电源持续供电。
●ZigBee路由节点：
ZigBee路由节点（ZigBeeRouter，ZR）也必须是FFD。
ZigBee路由节点可以参与路由发现、消息转发，通过连接别的节点来扩展网络的覆盖范围等。
此外，ZigBee路由节点还可以在它的个人操作空间（POS，PersonalOperatingSpace）中充当普通协调点（IEEE802.15.4称为协调点）。
普通协调点与ZigBee协调点不同，它仍然受ZigBee协调点的控制。
●ZigBee终端节点：
ZigBee终端节点（ZigBeeEndDevice，ZE）可以是FFD或者RFD，它通过ZigBee协凋点或者ZigBee路由节点连接到网络，但不允许其他任何节点通过它加入网络，ZigBee终端节点能够以非常低的功率运行。
3.网络工作模式。
ZigBee网络的工作模式可以分为信标（Beacon）和非信标（Non-beacon）2种模式，信标模式实现了网络中所有设备的同步工作和同步休眠，以达到最大限度的功耗节省，而非信标模式则只允许ZE进行周期性休眠，ZC和所有ZR设备必须长期处于工作状态。
信标模式下，ZC负责以一定的间隔时间（一般在15ms～4min）向网络广播信标帧，2个信标帧发送之间有16个相同的时槽，这些时槽分为网络休眠区和网络活动区2个部分，消息只能在网络活动区的各时槽内发送。
非信标模式下，ZigBee标准采用父节点为ZE子节点缓存数据，ZE主动向其父节点提取数据的机制，实现ZE的周期性（周期可设置）休眠。
网络中所有父节点需为自己的ZE子节点缓存数据帧，所有ZE子节点的大多数时间都处于休眠模式，周期性的醒来与父节点握手以确认自己仍处于网络中，其从休眠模式转入数据传输模式一般只需要15ms。
4.3ZigBee的网络拓扑结构
ZigBee主要采用了3种组网方式：
星型网、网状网和簇状网。
其中网络协调器相当于本试验中的中心节点，全功能设备相当于本试验中的路由节点，精简功能设备相当于本试验中的终端节点。
●如图1所示在星型网中，一个功能强大的主器件位于网络的中心，作为网络协调者，其它的主器件或从器件分布在其覆盖范围内。
由于网络协调者定义了整个网络的时分复用和多址接人方式，因此星型网的控制和同步都比较简单，通常用在设备薯莨比较少的场合。
图1星型网
●如图2所示，网状网是由主器件连接在一起形成的，网状网络拓扑结构的网络具有强大的功能，网络可以通过“多级跳”的方式来通信；
该拓扑结构还可以组成极为复杂的网络；
网络还具备自组织、自愈功能；
图2网状网
●星型网和网状网相结合则形成了簇状网，如图3所示。
各个子网内部都以星型网连接。
其主器件又以对等的方式连接在一起。
信息流首先传到同一个子网内的主节点。
通过网关节点达到更高层的子网，随后继续上传，直至到达中心采集设备。
中心采集设备与普通的WPAN设备相比具有更强的处理能力。
簇状网可以用于覆盖范围较大的区域，
图3簇状网
在上述网络拓扑结构中，网络的形成和维护通过设备间的通信自动实现，不需要人32干预网络的建立、扩展或者减小。
ZigBee网络中的所有设备都被动态分配到IEEE地址。
4.4SZ05-ZBEE嵌入式无线通信模块介绍
顺舟科技SZ05系列嵌入式无线通信模块，集成了符合ZIGBEE协议标准的射频收发器和微处理器，它具有通讯距离远、抗干扰能力强、组网灵活、性能可靠稳定等优点和特性；
可实现点对点、一点对多点、多点对多点之间的设备间数据的透明传输；
可组成星型、树型和蜂窝型网状网络结构。
SZ05系列无线通信模块数据接口为TTL电平收发接口。
可以实现数据的广播方式发送、按照目标地址发送模式，除可实现一般的点对点数据通信功能外，还可实现多点之间的数据通讯，串口通信使用方法简单便利，可以大大简短模块的嵌入匹配时间进程。
SZ05系列无线通信模块分为中心协调器、路由器和终端节点，这三类设备具备不同的网络功能，中心协调器是网络的中心节点，负责网络的发起组织、网络维护和管理功能；
路由器负责数据的路由中继转发，终端节点只进行本节点数据的发送和接收。
中心协调器、路由器和终端节点这三种类型的设备在硬件结构上完全一致，只是设备嵌入软件不同，只需通过跳线设置或软件配置即可实现不同的设备功能。
表1描述了模块左侧引脚相应标识
表1模块左侧引脚说明
引脚号
标识
功能
备注
1
GND
电源地
2
+5V
电源正5V
输入
3
RX1/TTL
TTL电平输入
4
TX1/TTL
TTL电平输出
接用户系统输入RX
5
SGND
串口RS232信号地
信号地
6
TX2/RS232
串口RS232输出
接用户232输入
7
RX2/RS232
串口RS232输入
接用户232输出
8
系统保留
悬空
9
RESET
系统复位
低电平复位
表2描述了模块右侧引脚相应标识
表2模块右侧引脚说明
DATA
串口数据收发指示
低电平点亮，数据收发即闪烁
RUN
系统运行指示
低电平点亮，间隔1秒闪烁
NET
网络指示
低电平点亮，中心节点建网成功点亮，从节点入网后点亮。
ALARM
系统告警指示
低电平点亮
SLEEP
低功耗
低电平进入低功耗，高电平或悬空正常运行。
CONFIG
配置接口
低电平有效，或加跳线帽，进入系统配置状态。
4.5Zigbee模块配置
SZ05-ZBEE无线通信模块复位后，CONFIG引脚进入低电平状态3秒，系统进入配置状态；
高电平或悬空状态则进入工作状态。
配置接口是用于对本产品的某些参数进行配置的接口，串口信号为RS232配置如表3所示：
表3配置模式时串口参数配置
串口参数
配置值
串口波特率
38400
串口校验
NONE
数据位
停止位
设备配置选项如下所示：
1.通信信道CHANNEL设置如表4所示。
表4通信信道参数配置
CHANNEL选项
配置说明
2.425GHZ
2.450GHZ
E
2.475GHZ
F
2.480GHZ
G
AUTO模式，自动选择最佳信道。
2.网络类NET_TYPE设置如表5所示。
表5网络类型参数配置
NET_TYPE选项
网络选项
MESH
网状网
主从网络，网络中心必须有唯一的中心节点。
在同一个网络中，网络类型必须设置相同。
STAR
星型网
PEER
对等网
非主从网，无中心节点。
3.设备类型NODE_TYPE设置如表6所示。
表6设备类型参数配置
NODE_TYPE选项
设备类型
PAN_Coord
中心节点
ROUTER
中继路由
兼有终端设备功能
END_DEVICE
终端设备
4.网络号NET_ID设置如表7所示。
表7网络号参数配置
NET_ID选项选项
ID范围
NET_ID
00-FF
同个网络中ID必须相同
5.数据发送模式TX_TYPE设置如表8所示。
表8数据发送模式参数配置
TX_TYPE选项
BROADCAST
广播模式
无需目标地址。
目标地址为2字节的MAC地址，加在数据包前即可。
MASTER—SLAVE
主从模式
中心节点必需目标地址，非中心节点无需目标地址。
POINT—POINT
点对点
必需目标地址。
6.设备地址MAC_ADDR设置如表9所示。
表9设备地址参数配置
MAC_ADDR选项选项
MAC_ADDR
0000-FFFF
中心节点为0000
同个网络不能有相同地址节点
7.数据类型DATA_TYPE设置如表10所示。
表10数据类型参数配置
DATA_TYPE选项
数据类型
ASCII
ASCII码
只在按目标地址发送情况下设置，在广播发送情况下无须设置。
HEX
16进制
8.数据位DATA_BIT设置如表11所示。
表11数据位参数配置
DATA_TYPE选项
数据类型
配置说明
7+1+1
7位数据+1位校验+1位停止
需要跟数据校验设置结合起来选择。
8+0+1
7位数据+无校验+1位停止
8+1+1
8位数据+1位校验+1位停止
9.波特率设置。
10.数据校验DATA_PARITY设置如表12所示。
表12数据校验参数配置
DATA_PARIT选项
无校验
选择匹配的校验类型。
EVEN
偶校验
ODD
奇校验
11.串口超时TIME_OUT设置。
12.数据源地址SRC_ADDR设置如表13所示。
表13数据源地址是否输出参数配置
SRC_ADR选项
数据源地址
NOTOUTPUT
不输出源地址
根据应用需要选择是否输出数据包源地址。
16进制输出
ASCII输出
●16进制方式输出源地址格式：
2字节源地址+有效数据；
●ASCII方式输出源地址格式：
4字节源地址+有效数据。
4.6数据发送格式说明
1.数据发送模式如表14所示。
表14数据发送模式表
模块类型
发送模式
目标节点
广播
网内所有非中心节点
数据直接发送
主从或点对点
目标地址的节点
目标地址+数据
非中心节点
主从
2.数据发送帧格式如表15所示。
表15数据发送帧格式
数据编码
数据帧格式
不需要做任何变动
16进制目标地址
2字节目标地址+数据
ASCII目标地址
4字节目标地址+数据
4.7硬件连接
图4Zigbee与主板之间的硬件连接
其中引脚11和10分别连到主板的地和电源；
引脚12和13分别连接到主板ExternB1区的TXD和RXD；
引脚9和18分别连接到主板ExternB1区的SP1TXD和SP1RXD。
5实验步骤
5.1准备实验环境
使用ULINK2仿真器连接EmbestEduKit-IV实验平台的主板JTAG接口；
使用EmbestEduKit-IV实验平台附带的交叉串口线，连接实验平台主板上的COM2和PC机的串口（一般PC只有一个串口，如果有多个请自行选择，笔记本没有串口设备的可购买USB转串口适配器扩充）；
使用EmbestEduKit-IV实验平台附带的电源适配器，连接实验平台主板上的电源接口。
5.2串口接收设置
在PC机上运行windows自带的超级终端串口通信程序，或者使用实验平台附带光盘内设置好了的超级终端实验光盘路径，设置超级终端：
波特率115200、1位停止位、无校验位、无硬件流控制，或者使用其它串口通信程序。
（注：
超级终安端串口的选择根据用户的PC串口硬件不同，请自行选择，如果PC机只有一个串口，一般是COM1）
5.3打开实验例程
1）拷贝实验平台附带光盘实验例程文件夹到MDK的安装路径：
Keil\ARM\Boards\Embest\（如果本实验之前已经拷贝，可以跳过这一步）。
用户也可拷贝工程到任意目录，本实验为了便于教学，故统一实验路径）；
2）运行µ
VisionIDEforARM软件，点击菜单栏“Project”，选择“OpenProject…”，在弹出的对话框选择实验例程目录ZGB_Test子目录下的ZGB_Test.Uv2工程。
3）默认打开的工程在源码编辑窗口会显示实验例程的说明文件readme.txt，详细阅读并理解实验内容。
4）工程提供了两种运行方式：
一是下载到SDRAM中调试运行，二是固化到NorFlash中运行。
用户可以在工具栏SelectTarget下拉框中选择在RAM中调试运行还是固化Flash中运行。
如下图所示：
图5选择运行方式
下面实验将介绍下载到SDRAM中调试运行，所以我们在SelectTarget下拉框中选择Uart_TestINRAM。
5）接下来开始编译链接工程，在菜单栏“Projiet”选择“Buildtarget”或者“Rebuildalltargetfiles”编译整个工程，用户也可以在工具栏单击“
”或者“
”进行编译。
6）编译完成后，在输出窗口可以看到编译提示信息，比如“"
.\SDRAM\ZGB_Test.axf"
-0Error（s）,1Warning（s）.”，如果显示“0Error（s）”即表示编译成功。
7）拨动实验平台电源开关，给实验平台上电，单击菜单栏Debug->
Start/StopDebugSession项将编译出来的映像文件下载到SDRAM中，或者单击工具栏“
”按钮来下载。
8）下载完成后，单击菜单栏Debug->
Run项运行程序，或者单击工具栏“
”按钮来全速运行程序。
用户也可以使用进行单步调试程序。
9）全速运行后，用户可以在超级终端看到程序运行的如下消息：
*******************************************************************
**英蓓特EduKit系列嵌入式教学系统平台**
**EmbestEduKitSeriesEmbeddedTeachingPlatform**
*******************************************************************
Pressinput[ENTER]toenterrunningmodeor[SPACE]toenterconfigmode!
Itwillenterrunningmodein4seconds.
10）用户可以在5秒按下空格健来使系统进入配置模式，在此模式下用户可以根据需要配置自己的系统参数。
进入配置模式下会出现如下所示信息：
Itwillenterrunningmodein3seconds.
Enterconfigmode.
*****************************************************
Enter0toexitconfigmode,thenenterrunningmode.
Enter1toconfigureMAC_Addr.
Enter2toconfigureNode_Type.
Enter3toconfigureNet_Type.
Enter4toconfigureNet_ID.
Enter5toconfigureChannel.
Enter6toconfigureData_Type.
Enter7toconfigureTx_Type.
Enter8toconfigureBaud_Rate.
Enter9toconfigureParity.
EnterAtoconfigureData_Bit.
EnterBtoconfigureTime_Out.
EnterCtoconfigureSrc_Addr.
Pleaseinputyourchoice:
11）上一步中出现的信息中有1个输入菜单，包括13个输入选择。
输入0为退出配置模式而进入运行模式；
会出现如下所示信息：
0
Enterrunningmode.
Senddatabysettingtheletter'
$'
atthebeginningandattheend.
12）输入1为配置当前设备物理地址在0x0000到0xFFFF之间，会出现如下所示信息；
1
Pleaseinput0000~FFFF:
13）输入2为配置当前设备的节点类型，可以是路由节点、中心节点或终端设备，会出现如下所示信息；
2
Pleaseinput0-->
PAN_Coord,1-->
ROUTER,2-->
END_DEVICE:
14）输入3为配置当前设备所属的网络类型，可以是主从网、星型网或对等网会出现如下所示信息；
3
MESH,1-->
STAR,2-->
PEER:
15）输入4为配置当前设备所属网络的网络ID，范围为在0x00到0xFF之间，会出现如下所示信息；
4
Pleaseinput00~FF:
16）输入5为配置当前设备通信信道，可以是2.425GHZ、2.450GHZ、2.475GHZ、2.480GHZ或自动模式会（注意同一个网络中的节点的此参数应该设置相同），出现如下所示信息；
5
2.425GHZ,1-->
2.450GHZ,2-->
2.475GHZ,3-->
2.480GHZ,4-->
AUTOMODE:
17）输入6为配置当前设备设备类型，会出现如下所示信息；
6
ASCII,1-->
HEX:
8）输入7为配置当前设备的发送模式，会出现如下所示信息；
7
BROADCAST,1-->
MASTER-SLAVE,2-->
POINT-POINT:
19）输入8为配置当前设备的UART通信的波特率，会出现如下所示信息；
8
1200,1-
升级会员 