【无线通信篇 | Zstack协议栈】CC2530 Zigbee Zstack协议栈组网项目及详细讲解篇

2021年6月22日 37点热度 0条评论 来源: 东小东

 

演示视频:https://www.bilibili.com/video/BV1Ew411o7Fp

 

物联网无线通信技术,ZigBee无线传感网络

CC2530最大的特点就是一个拥有无线收发器(RF)的单片机,既能实现单片机功能,也能实现无线传输

Zstack协议栈是ZigBee协议栈里的翘楚,是ZigBee组网的首选协议栈

 

项目实现功能:

l  总共有三个端点,一个协调器和两个终端节点

l  终端节点1连接DHT11温湿度传感器,定时上传给协调器

l  终端节点2连接LED,可以通过协调器按键控制,定时上报LED开关状态

l  协调器连接12864 OLED 屏幕,实时显示温湿度和LED状态

l  协调器可以通过按键控制终端2的LED开关,控制后将会显示控制结果

 

扩展功能(当前未实现,可进一步开发实现):

l  连接协调器串口,将终端节点采集的数据通过串口发送,PC写上位机实现数据展示

l  连接WIFI或者4G模块,WIFI模块如ESP8266,实现数据局域网无线传输或者上传到OneNET、机智云、阿里云、自己开发云服务器等,实现WEB或手机APP显示和控制。

 

一、项目测试

 

 

(可想而知,广州的天气有多热,39℃了都)

 

演示视频:https://www.bilibili.com/video/BV1Ew411o7Fp

 

实现功能汇总:

l  总共有三个端点,一个协调器和两个终端节点

l  终端节点1连接DHT11温湿度传感器,定时上传给协调器

l  终端节点2连接LED,可以通过协调器按键控制,定时上报LED开关状态

l  协调器连接12864 OLED 屏幕,实时显示温湿度和LED状态

l  协调器可以通过按键控制终端2的LED开关,控制后将会显示控制结果

 

(一)  环境汇总

芯片:CC2530F256

Zstack协议栈:ZStack-CC2530-2.5.1a

编程环境:IAR

 

(二)   引脚分配

协调器:

128*64 OLED 0.96寸屏幕

供电:3.3V

通信协议:IIC

引脚:

SDA P0_6

SCL P0_7

按键:

IO:P0_1

下降沿触发中断

终端1:

DHT11

通信方式:单总线协议

供电:3.3V

IO:P0_6

终端2:

LED

IO:P1_0

说明:高电平点亮,低电平熄灭

 

二、 基础认识

(一)  CC2530单片机

CC2530最大的特点就是一个拥有无线收发器(RF)的单片机,既能实现单片机功能,也能实现无线传输。

CC2530 结合了领先的RF 收发器的优良性能,业界标准的增强型8051 CPU,系统内可编程闪存,8-KB RAM 和许多其它强大的功能。CC2530 有四种不同的闪存版本:CC2530F32/64/128/256,分别具有32/64/128/256KB 的闪存。CC2530 具有不同的运行模式,使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。

CC2530F256 结合了德州仪器的业界领先的黄金单元ZigBee 协议栈(Z-Stack),提供了一个强大和完整的ZigBee 解决方案。

CC2530开发板

方便二次开发,可编程烧录

(1)开发板

 

(2)网蜂开发板

Zigbee串口透传模块

这是一个特殊功能的模块,其烧写的固件是配置串口做数据透传用的,主要是方便方便简单使用,不可再编程

(二)  ZigBee Zstack协议栈

Zstack协议栈是ZigBee协议栈里的翘楚,是ZigBee组网的首选协议栈

ZigBee其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。ZigBee的技术特性决定它将是无线传感器网络的最好选择,广泛用于物联网,自动控制和监视等诸多领域。

德州仪器公司(TI)编写的ZigBee协议栈源码,起名为zstack。也就是说zstack协议栈是众多ZigBee协议栈中的一种,是由TI公司编写并发布的。Zstack协议栈为开发者提供了ZigBee协议栈的实现的API接口,极其方便了使用。

 

网络拓扑结构

 ( 1 )星形拓扑结构

一个协调器多个终端节点,终端节点直接与协调器相连

 

( 2 ) 树形拓扑结构

一个协调器多个路由器,终端节点与路由器相连,都是一对一连接的

 

( 3 ) 网状拓扑结构

一个协调器多个路由器,终端节点与路由器相连,路由器可以互相连接

 

协议栈目录分析

 

l  APP:应用层目录,这是用户创建各种不同工程的区域,在这个目录中包含了应用层的内容和这个项目的主要内容,在协议栈里面一般是以操作系统的任务实现的。

l  HAL:硬件层目录,包含有与硬件相关的配置和驱动及操作函数。

l  MAC:MAC层目录,包含了MAC层的参数配置文件及其MAC的LIB库的函数接口文件。

l  MT:监控调试层,主要用于调试目的的,即实现通过串口调试各层,与各层进行直接交互。

l  NWK:网络层目录,涵网络层配置参数文件及网络层库的函数接口文件,APS层库的函数接口。

l  OSAL:协议栈的操作系统。

l  Profile:AF层目录,包含AF层处理函数文件。

l  Security:安全层目录,安全层处理函数接口文件,比如加密函数等。

l  Services:地址处理函数目录,包括着地址模式的定义及地址处理函数。

l  Tools:工程配置目录,包括空间划分和Zstack相关的配置信息。

l  ZDO:ZDO目录。

三、 编程

IAR 旧版和新版

 

(本工程开发使用的是旧版,新版也可用)

项目地址

 

打开项目

 

修改协调器或终端

CoordinatorEB 为协调器

EndDeviceEB 为终端

 

终端节点选择

 

 

编译及下载

 

如果数据交互冲突,可以更改这里,以创建不同的ZigBee网络

四、扩展功能(可进一步开发实现)

 

l  连接协调器串口,将终端节点采集的数据通过串口发送,PC写上位机实现数据展示

l  连接WIFI或者4G模块,WIFI模块如ESP8266,实现数据局域网无线传输或者上传到OneNET、机智云、阿里云、自己开发云服务器,实现WEB或手机控制

 

五、 个人导航

 

【B站 | 东小东bili】 https://space.bilibili.com/162091292

【博客园 | 东小东 】https://www.cnblogs.com/dongxiaodong/

【CSDN | 东小东博客】https://blog.csdn.net/dongxiaodongvip

【微信 | 东小东】dongxiaodongwx

    原文作者:东小东
    原文地址: https://www.cnblogs.com/dongxiaodong/p/14916574.html
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系管理员进行删除。