1、 ZigBee简介
前言
目前,中国大力推广的物联网是zigbee 应用的主战场,物联网通过智能感知、识别技术与普适计算(我还特意申请了个域名psjs.vip)、泛在网络的融合应用,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。如果你想在物联网上有所作为,那现在就开启Zigbee 学习的大门吧!
1.1、ZigBee产生的背景
某些领域对数据吞吐量的要求很低,功率消耗也比现有标准提供的功率消耗低。因此设计一个维持最小流量的通信链路和低复杂度的无线收发信机;要考虑的核心问题是低功耗和低价格的设计。这就要求该标准应提供低带宽低数据传输速率的应用。
1.2、ZigBee和IEEE 802.15.4的关系
IEEE 802.15.4标准的优点
A:低功耗
B:低价格
C:低数据传输率
IEEE 802.15.4标准制定小组的任务
A:物理层 (DSSS):数据的调制发送和接收解调,介质选择,信道选择。
B:MAC层 (CSMA/CA):产生网络信标,支持设备的安全性等。
ZigBee 是建立在IEEE802.15.4标准之上,由于IEEE 802.15.4标准只定义了物理层协议和MAC层协议,于是成立了zigbee联盟, ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化,还开发了安全层。经过ZigBee联盟对IEEE 802.15.4的改进,这才真正形成了ZigBee协议栈(Zstack)。
1.3、ZigBee 的特点
数据传输速率低:10KB/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
IEEE 802.15.4(ZigBee)工作在ISM频带,定义了两个频段,2.4GHz频段和896/915MHz频带。在IEEE 802.15.4中共规定了27个信道:
??在2.4GHz频段,共有16个信道,信道通信速率为250kbps;
??在915MHz频段,共有10个信道,信道通信速率为40kbps;
??在896MHz频段,有1个信道,信道通信速率为20kbps。
1.4、ZigBee 的网络拓扑模型
ZigBee 网络拓扑结构主要有星形网络和网型网络。不同的网络拓扑对应于不同的应用领域,在ZigBee 无线网络中,不同的网络拓扑结构对网络节点的配置也不同,网络节点的类型:协调器、路由器和终端节点,具体配置根据需要决定,具体内容会在后面章节中进行讲解,在此,读者只需要对网络拓扑结构有个概念性的认识即可。
MESH 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。
1.5、ZigBee 应用范围
ZigBee 已广泛应用于物联网产业链中的M2M 行业,如智能电网、智能交通、智能家居、金融、移动POS 终端、供应链自动化、工业自动化、智能建筑、消防、公共安全、环境保护、气象、数字化医疗、遥感勘测、农业、林业、水务、煤矿、石化等领域。
1.6、一个典型的ZigBee应用的体系框架
2、 ZigBee开发环境搭建
本节介绍ZigBee基本开发环境搭建,附件中有本节介绍的软件下载地址~
链接:http://pan.baidu.com/s/1bLdqxg
2.1、IAR Embedded Workbench 的安装
Step1、双击安装程序,进行安装
Step2、一直采用默认NEXT,直到点击Accept之后:
Step3、关键:双击打开文件IAR kegen PartA.exe. Win7、8 用户请右键以管理员身份打开
Step4、点击 Generate 复制License 和Licensekey 到下一个窗口中(很多人在这里出错)
Step5、接下来一直NEXT即可!
2.2、安装SmartRF Flash Programmer和仿真器
Step1、找到安装文件Win7、8 用户请右键以管理员身份打开,按提示安装即可,经过上面一步步安装图解,如果出错一般是电脑安装了360 杀毒或防火墙,暂时关闭后再重新安装,目前只发现360 会拦截。
Step2、安装完成后双击桌面的图标,打开软件:
Step3、先用 10Pin 排线把仿真器和开发板连接,再将USB 一头插电脑,另一头插在仿真器上,请记住此顺序,以后换板调试时请拔出usb,再拔出排线与底板连接的那头即可。
切记:也就是不要热拔插仿真器的排线,否则经常要按仿真器的RST,如果方法正确基本上不用按复位键的哦。如下图:
如果系统自动安装完成,显示Chipcon SRF04EB ,否则要在管理器手动重新安装一下驱动,系统默认驱动在协议栈下载时有异常现象,用仿真器标准的驱动比较好。具体方法如下:
Step4、安装仿真器驱动,打开“设备管理器”如下图:
点击下面的选项并在所给的附件的003中选出适合自己系统的32位或64位驱动
如果设备管理器中出现下图所示,表示安装成功:
Step5、打开 SmartRF Flash Programmer 会检测到cc2530,如下图所示(没识别CC2530 可按下仿真器复位按键):
2.3、程序仿真与调试
双击一个eww格式的工程文件,即可打开工程:
首先编译工程,如果没有错误点击Debug 按键,开始下载程序并在线仿真调试,再点全速运行。此时LED1 间隔1 秒闪烁。IAR 出现调试界面如图所示:
单步执行: F10 单步执行一条C 语句或汇编指令
进入函数: F11 跟踪执行一条C 语句或汇编指令
全速运行: F5 Go
#352 https://www.youtube.com/watch?v=nAOIlTCQNnY?
https://www.youtube.com/watch?v=KJRMjUzlHI8&list=PL3XBzmAj53RloHdY69p3TkSaodIIm0Wpz&index=28
#341 https://www.youtube.com/watch?v=8vC3D19e_Ac