zigbee CC2530四轴飞行器实验指导书

实验内容：

zigbee终端节点采集温湿度、光敏数据，通过zigbee无线通道传输给协调器节点，协调器接收到数据后，一方面通过串口在PC机上显示，另一方面通过蓝牙模块发送给手机端显示。

本项目需要完成的主要工作如下：

• 完成蓝牙模块的设置；
• 测试厂商提供的温湿度传感器例程，并将项目中从P07引脚采集信号，改为从P06引脚采集；
• 测试厂商提供的光敏传感器例程，并添加蓝牙模块，实现手机蓝牙串口助手APP通过蓝牙获取zigbee板上传的数据；
• 将温湿度、光敏传感器的采集例程合并到“实验4：zigbee无线数据传输”的项目中，以最终实现zigbee终端节点获取传感器数据，通过zigbee协议栈无线发送到协调器，协调器通过串口上传给PC侧的串口助手，同时通过蓝牙模块，上传给手机上的蓝牙串口助手APP。
  

提供的硬件设备：

每个盒子包括：zigbee板2个，CCdebuger1个，蓝牙模块1个，USB-TTL模块1个，温湿度传感器1个，光敏传感器1个，miniUSB线2根，D口USB线1根， 配套杜邦线

所需的文件：

• 环境搭建
  

本次实验需要安装IAR集成开发环境、CCDebuger仿真器驱动、通过USB-TTL模块设置蓝牙模块波特率、安装手机蓝牙助手

1.1 安装IAR集成开发环境，安装CCdebuger的驱动

请按照之前实验的步骤安装IAR开发环境、CCdebuger仿真器驱动。

1.2 安装手机蓝牙APP

自行从网上下载、安装。蓝牙助手有很多版本，设置及使用方法都基本相同。

1.3 蓝牙模块设置：

蓝牙模块与USB-TTL接口模块的接线如下表：

用杜邦线按上表引脚对应关系，连接蓝牙模块和USB-TTL模块，然后将USB-TTL模块插入PC机USB接口，如下图，在“计算机管理”窗口可看到多出一个USB转串口的设备（本图为串口5，COM5，每个usb口对应的串口不一样）。

需要进入AT指令模式来设置蓝牙模块波特率、模块名（以免混淆）

AT模式波特率为38400，正常通信时波特率为9600

每条AT指令输入完成后，都必须按一下回车键，再点击串口助手上的发送按钮，才可发送

LED必须进入慢闪模式后方可进行AT指令测试

先按住HC05蓝牙模块上面的按键（复位键），再将USB-TTL模块插上PC机，等蓝牙模块上面的LED进入慢闪模式后(约1秒钟闪烁一次)，即可进行AT命令测试：

测试连接成功后，在发送区输入命令（大小写不敏感）：

设置完成后，拔下USB-TTL模块，再插回PC机，相当于重启蓝牙模块。此时，蓝牙模块上的状态灯处于快速闪烁状态。打开手机蓝牙，搜索附近可用设备，点击连接，即可看到该设备的名字（如刚才设置的为fengb），配对的pin码为：1234

输入后，即可实现手机蓝牙与蓝牙模块的连接。

• Zigbee终端节点采集温湿度、光敏数据
  

本步骤提供终端节点分别单独采集温湿度传感器、光敏传感器的项目，用以熟悉采集程序的代码，并确认蓝牙模块、串口助手、手机蓝牙助手APP可正确使用。

Zigbee终端节点采集温湿度项目，改为P06引脚，可测试温湿度传感器、串口助手。

• 修改温湿度传感器通信端口，采集温湿度+串口助手
  

本项目采用粤嵌传感器测试代码，但由于厂商提供的温湿度传感器、光敏传感器都占用了P07引脚，因此，需要将原项目中温湿度传感器从P07引脚的数据输入，改为P06引脚的输入。

将老师提供的源码解压到D盘（注意路径上不要有中文，否则IAR会闪退）。

项目关键代码分析如下

DHT11_Read_Data(buf)读取5个字节40bits的温湿度数据到buf数组中（具体原理可参见《ZigBee 开发实验指导书》第六章 温湿度实验），其中：

buf[0]=8bit 湿度整数数据，buf[1]=8bit 湿度小数数据，

buf[2]= 8bit温度整数数据，buf[3]=8bit 温度小数数据。

然后调用hexToAscall()函数将buf中的数据按字节转换为了ASCII码，并与说明信息一起拼接进rus字符串，最后调用uartSendString()函数打印到串口输出。

请仔细学习《ZigBee 开发实验指导书》第三章LED实验、第六章温湿度实验，找到修改、配置温湿度传感器IO控制器的方法。并按以下内容修改项目。

打开文件dht11.h，将引脚定义由P07改为P06：

打开文件dht11.c，将P0端口寄存器进行对应的设置：

保存并编译，通过后，连接硬件，下载代码。

• 用CCdebuger下载代码
• 用miniUSB接口线，连接PC机和zigbee开发板
• 将DTH11传感器连入zigbee开发板P06端口。该端口有3个引脚，VCC、GND、P06。其中VCC连接DTH的VCC，GND连接DTH的GND，P06连接DTH的DATA.
  

（有可能有个别温湿度传感器已被烧掉，请在给测试系统上电后，用手指按住温湿度传感器感受是否有发烫现象，如果发烫则表明已烧掉，则立即断电，取下温湿度传感器）

本阶段测试通过后，表明可在zigbee开发板的P06端口，正确读取到温湿度传感器的数据。打包保留测试通过的源码为：DHT11_P06.rar

• 采集光敏数据+蓝牙模块+手机
  

本项目采用粤嵌传感器测试代码，对应源码：LightSensor_P07.rar

光敏传感器图示如下：

将老师提供的源码解压到D盘（注意路径上不要有中文，否则IAR会闪退）

项目关键代码分析如下：

ADCH、ADCL：分别为ADC数据的高8位、低8位，在ioCC2530.h中定义。

对value乘以330，再右移15位（215=32768，近似于33000），相当于将value除以100

在main.c中，调用函数getValue()得到的sensor_var除以了100，作为电压的整数值，除以10再取余10，作为个位小数的值，取余10，作为十位小数的值。（为什么这么处理就不清楚了，厂商提供的数据手册一直无法下载。。。）

编译通过后，连接硬件，下载代码。

• 用CCdebuger下载代码
• 用miniUSB接口线，连接PC机和zigbee开发板
• 将光敏传感器连入zigbee开发板P07端口。该端口有3个引脚，VCC、GND、P07。其中VCC连接光敏传感器的VCC，GND连接光敏传感器的GND，P07连接光敏传感器的Do.
  

编译、下载，全速运行后，可以在串口助手上看到电压值的输出。

完成此步骤，即可证明光敏传感器、串口助手及对应的测试程序工作正常。

下一步，将已完成设置的蓝牙模块接入zigbee板，并用手机连接该蓝牙模块，实现zigbee模块到手机的数据传输。

此时，拔掉zigbee的CCdebuger和miniUSB连接，使zigbee板处于无电状态。将蓝牙模块连接到zigbee板上。

蓝牙模块与zigbee板的接线：

连接好连线后，用miniusb线给本zigbee板供电（此处必须由miniUSB给zigbee板供电，因为JTAG接口不提供5v）。可先在PC上的串口助手软件里可以看到光敏电压的输出。表明光敏传感器工作正常。

蓝牙模块在“环境搭建”步骤已设置了模块名（例子中为fengb）和波特率（115200），此时打开手机蓝牙功能，打开手机上的蓝牙助手APP，搜索周围环境的蓝牙模块fengb，找到后点击，进行配对，配对码是“1234”，然后连接该蓝牙设备，选中“字节流模式”，就可以在手机上的蓝牙助手界面看到光敏电压数据。

注意，有的蓝牙助手上不能显示中文，则需要在代码中把打印语句中的中文该为英文即可。

• Zigbee终端节点向协调器发送采集到的数据
  

本步骤分两个环节，一是zigbee终端节点采集温湿度数据发送给协调器，一是zigbee终端节点采集光敏数据发送给协调器。代码原型采用前一步骤中使用的代码，并需根据要求进行修改。

• Zigbee终端节点把数据发送到协调器的方法
  

本项目中，zigbee终端节点拿到温湿度数据、光敏传感器数据的所有操作，与原测试代码都是相同的。区别在于拿到数据后，原测试代码是直接输出到串口打印，本项目需要发送到协调节点。这就需要分析我们做过的“基于zigbee协议栈的无线数据传输”实验中，终端节点是怎么把数据发送到协调器的。

在stack源码ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0中，SampleApp.c是提供给用户进行应用层编程的入口。其包含的函数SampleApp_SendPeriodicMessage()用以周期性发送数据（因此是终端节点调用该函数）。

第440行为发送的数据长度，第441行为待发送的数据地址。上电后，该节点会周期性（5秒）发送data里的数据。

因此，我们只需要在这个函数里，把data换为从温湿度传感器、光敏传感器处获得的数据即可。

• Zigbee终端节点采集温湿度数据并发送到协调器
  

粤嵌的温湿度传感器测试代码中（见DHT11-P06.rar），函数void SendTemp(void)调用函数DHT11_Read_Data(buf)读取5个字节40bits的温湿度数据到buf数组中（具体原理可参见《ZigBee 开发实验指导书》第六章 温湿度实验），其中：

buf[0]=8bit 湿度整数数据，buf[1]=8bit 湿度小数数据，

buf[2]= 8bit温度整数数据，buf[3]=8bit 温度小数数据。

然后调用hexToAscall()函数将buf中的数据按字节转换为了ASCII码，并与说明信息一起拼接进rus字符串，最后调用uartSendString()函数打印到串口输出。

本步骤中，需要：

• 将DHT11-P06项目中的DHT11.c、DHT11.h加入到现有的ZStack-CC2530项目，并修改DHT11.c，以符合SampleApp_SendPeriodicMessage()函数的调用需求；
  

将DHT11-P06项目中的dht11.c, dht11.h，delay.c，delay.h，system.h五个文件拷贝到：
ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0\Projects\zstack\Samples\SampleApp-transfer data in 1 hour\Source目录下

打开SampleApp.eww项目，在左侧窗口的workplace下，选中项目“SampleAPP-EndDeviceEB-Pro”下的“App”条项，右键-?Add-? Add Files，将刚才拷贝过来的dht11.c、dht11.h等5个文件添加到项目中。

在dht11.c中：

屏蔽掉usart.h（因为dht11项目和zstack项目关于uart的实现有不同，索性屏蔽掉不用）

把所有调用uartSendString()的语句屏蔽。

在dht11.c文件末尾，添加新函数DHT11(u8 *T_H):

在dht11.c文件开始部分，添加对新函数DHT11的引用说明：

• 修改SampleApp_SendPeriodicMessage()函数，在其中调用DHT11.c获取温湿度的函数，以期拿到温湿度数据。即，将原data数据，改换为调用温湿度获取函数，并将获得的数据通过AF_DataRequest()发送出去。
  

将原项目代码：

修改为：

• 修改void SampleApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt )函数，原项目中是收到0-9这10个数字，将其转换为ASCII码后在串口打印输出。本项目中需要将接收到的数据直接从串口打印输出即可。
  

原项目代码：

需要改为下面的内容：

修改文件SampleApp.h：

在文件后半部分添加对DHT11的外部引用说明及DATALEN的宏定义说明：

修改完成后，保存。

将温湿度传感器接到zigbee开发板上（注意是P06，vcc，GND，这三个引脚），这块zigbee板作为终端节点，采集传感器数据，并通过zigbee无线通道发送给协调器。

在IAR开发环境左侧窗口的workplace下：

• 选择EndDeviceEB-Pro，编译，下载给zigbee终端节点；
• 选择CoordinateEB-Pro，编译，下载给zigbee协调器节点；
  

• 先用miniUSB线连接协调器节点，在PC机“设备管理”中可以看到新增的USB串口，比如为COM5. 在协调器上连接好蓝牙模块。
• 再用另一根miniUSB线连接终端节点。
• 打开PC上的串口助手，串口选COM5，波特率为115200，自动换行，16进制。
• 等几秒钟，应该可以看到串口助手上有数据成功接收。第1个字节为温度的整数部分，第2个字节为温度的小数部分，第3个字节为湿度的整数部分，第4个字节为湿度的小数部分.
  

如下图，此时温度的整数部分为0x19，即27度。用手握住温湿度传感器，过一段时间后可以看到温度数据缓慢上升。

打开手机蓝牙，用蓝牙助手APP连接蓝牙模块，选择字节流方式，即可在手机蓝牙助手上同时收到温湿度信息。

至此，表明温湿度数据可以从终端节点采集，发送到协调器，再由协调器通过蓝牙模块发送到手机上。

• Zigbee终端节点采集光敏传感器数据并发送到协调器
  

粤嵌的光敏传感器测试代码中（见LightSensor_P07.rar）。函数getValue()返回了16bit的电压值，在在main.c中，又将调用getValue()得到的sensor_var除以了100，作为电压的整数值，除以10再取余10，作为个位小数的值，取余10，作为十位小数的值。为什么这么处理就不清楚了

本步骤中，需要：

• 将LightSensor-P07项目中的LightSensor.c、LightSensor.h加入到现有的ZStack-CC2530项目，并修改lightSensor.c，以满足SampleApp_SendPeriodicMessage()函数的调用需求；
  

将LightSensor-P07项目中的lightSensor.c, lightSensor.h， 2文件拷贝到：
ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0\Projects\zstack\Samples\SampleApp-transfer data in 1 hour\Source目录下

打开SampleApp.eww项目，在左侧窗口的workplace下，选中项目“SampleAPP-EndDeviceEB-Pro”下的“App”条项，右键-?Add-? Add Files，将刚才拷贝过来的lightSensor.c/h等2个文件添加到项目中。

打开lightSensor.c，修改getValue（）函数：

改为：

并在lightSensor.c文件开头处添加：

在SampleApp.h文件的后部添加：

此处将DATALEN改为了6

• 修改SampleApp_SendPeriodicMessage()函数，在其中调用LightSensor.c获取光敏电压的函数，以期拿到电压数据。即，将原data数据，改换为调用光敏电压获取函数，并将获得的数据通过AF_DataRequest()发送出去。
  

打开SampleApp.c，在函数SampleApp_SendPeriodicMessage()中，添加划线的几条语句：

修改完成后，保存。

将光敏传感器接到zigbee终端节点开发板上，板子上之前已经在P06端口连接了温湿度传感器。

在IAR开发环境左侧窗口的workplace下：

• 选择EndDeviceEB-Pro，编译，下载给zigbee终端节点；
• 选择CoordinateEB-Pro，编译，下载给zigbee协调器节点；
  

• 先用miniUSB线连接协调器节点，在PC机“设备管理”中可以看到新增的USB串口，比如为COM5. 在协调器上连接好蓝牙模块。
• 再用另一根miniUSB线连接终端节点。
• 打开PC上的串口助手，串口选COM5，波特率为115200，自动换行，16进制。
• 等几秒钟，应该可以看到串口助手上有数据成功接收。第1个字节为温度的整数部分，第2个字节为温度的小数部分，第3个字节为湿度的整数部分，第4个字节为湿度的小数部分.第5个字节为光敏电压的值
  

• 在手机端接收数据
  

蓝牙模块在2.2步骤设置成功后，手机上的蓝牙助手应能搜索到该蓝牙模块，连接上后选择字节流方式，选择16进制方式，应可收到zigbee协调器发送上来的数据，同时，在PC侧的串口助手上，应可看到相同的数据。

至此，本项目完成了从zigbee终端节点采集温湿度、光敏数据，通过zigbee无线通道传输给协调器节点，协调器接收到数据后，一方面通过串口在PC机上显示，另一方面通过蓝牙模块发送给手机端显示。

总体效果图如下：

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