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传感网ZigBee课程设计报告
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2018-12-30
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在此课程设计内容下的所有实验统一在相同的硬件环境即试验箱ZigBee组件下完成。在此课程设计内容下的所有实验统一在相同的软件环境完成。
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《传感网原理与技术》课程设计报告
设计题目: 传感网原理与技术
专 业: 物联网工程
指导教师:
学 号:
姓 名:
同组人员:
计算机与数据科学学院
2018 年 12 月 27 日
成 绩:
评 语:
《传感网原理与技术》课程设计报告 目录
II
目录
目录 ..................................................................................................................................................... II
1 课程设计实验环境 .......................................................................................................................... 1
1.1 实验的硬件环境............................................................................................................... 1
1.2 实验的软件环境............................................................................................................... 1
1.3 设计简介与总体实验步骤 ............................................................................................... 1
2 ZigBee 点播、组播和广播 .............................................................................................................. 5
2.1 概述 ..................................................................................................................................... 5
2.1.1 寻址技术 ................................................................................................................... 5
2.1.2 路由算法 ................................................................................................................... 5
2.2 实验介绍 ............................................................................................................................. 6
2.2.1 实验目的 ................................................................................................................ 6
2.2.2 实验内容 ................................................................................................................ 6
2.2.3 流程框图 ................................................................................................................ 6
2.3 程序分析 ............................................................................................................................. 6
2.4 运行时图解 .......................................................................................................................... 9
3 ZigBee 协议栈任务与事件实验教程 ............................................................................................ 10
3.1 概述 ................................................................................................................................... 10
3.1.1 操作系统抽象层 .................................................................................................... 10
3.1.2 用户自定义任务 .................................................................................................... 12
3.2 实验介绍 ........................................................................................................................... 14
3.2.1 实验目的 .............................................................................................................. 14
3.2.2 实验内容 .............................................................................................................. 14
3.2.3 流程框图 .............................................................................................................. 14
3.3 程序分析 ........................................................................................................................... 14
3.4 运行时图解 ........................................................................................................................ 17
4 ZigBee 网络拓扑协调器程序设计 ................................................................................................ 18
4.1 概述 ................................................................................................................................... 18
4.2 实验介绍 ............................................................................................................................ 21
4.2.1 实验目的 ................................................................................................................ 21
4.2.2 实验内容 ................................................................................................................ 21
4.2.3 流程框图 ................................................................................................................ 21
4.3 源代码分析 ........................................................................................................................ 21
4.4 运行时图解 ........................................................................................................................ 23
5 绘制 RSSI 信号图实验教程 ........................................................................................................... 24
5.1 概述 ................................................................................................................................... 24
5.2 实验介绍 ........................................................................................................................... 24
5.2.1 实验目的 .............................................................................................................. 24
5.2.2 实验内容 .............................................................................................................. 24
5.3 源代码分析 ........................................................................................................................ 24
5.4 运行时图解 ........................................................................................................................ 26
6 ZigBee 协议绑定实验教程 ............................................................................................................. 27
《传感网原理与技术》课程设计报告 目录
III
6.1 概述 .................................................................................................................................... 27
6.2 实验介绍 ............................................................................................................................ 27
6.2.1 绑定的四种机制 ..................................................................................................... 27
6.2.2 实验目的 ................................................................................................................ 29
6.2.3 实验内容 ................................................................................................................ 29
6.2.4 流程框图 ............................................................................................................. 29
6.3 源代码分析 ........................................................................................................................ 29
6.4 运行时图解 ........................................................................................................................ 34
7 节点部署及定位演示..................................................................................................................... 35
7.1 概述 .................................................................................................................................... 35
7.2 实验介绍 ............................................................................................................................ 35
7.2.1 实验目的 ................................................................................................................ 35
7.2.2 实验内容 ................................................................................................................ 35
7.3 源代码分析 ........................................................................................................................ 35
8 ZigBee 无线透传 ............................................................................................................................. 42
8.1 概述 .................................................................................................................................... 42
8.2 实验介绍 ............................................................................................................................ 42
8.2.1 实验目的 ................................................................................................................ 42
8.2.2 实验内容 ................................................................................................................ 43
8.2.3 流程框图 ................................................................................................................ 43
8.3 源代码分析 ........................................................................................................................ 43
8.4 运行时图解 ........................................................................................................................ 45
总结 .................................................................................................................................................... 46
《传感网原理与技术》课程设计报告 课程设计实验环境
1
1 课程设计实验环境
1.1 实验的硬件环境
在此课程设计内容下的所有实验统一在相同的硬件环境即试验箱 ZigBee 组
件下完成。不同的实验可能需要的器材数量不同,根据具体实验使用为准。
硬件准备:
1. ZigBee 调试底板 5 个
2. USB 转 USART 串口数据线 3 条
3. ZigBee 仿真器 1 个
1.2 实验的软件环境
在此课程设计内容下的所有实验统一在相同的软件环境(包括但不仅限于以
下环境)等软件下完成。
软件准备:
1. IAR-EW8051-8.1.3
2. sscom32(串口调试助手)
3. ZStack-CC2530-2.5.1
4. TI 仿真器驱动
5. USB 转串口驱动
6. Z-Sensor Monitor
7. Location 定位上位机
1.3 设计简介与总体实验步骤
本次课程设计总共包含 7 个实验,列表如下:
1. ZigBee 点播、组播和广播
2. ZigBee 协议栈任务与事件实验教程
3. ZigBee 网络拓扑协调器程序设计
4. 绘制 RSSI 信号强度图表
《传感网原理与技术》课程设计报告 课程设计实验环境
2
5. ZigBee 协议绑定实验教程
6. 节点部署及定位演示
7. 串口透传
我们为每一个实验开设了单独的章节,每一章节的结构总体相似,分为概
述、实验内容、源代码分析、运行时图解与总结。此外,由于实验的硬件和软件
环境相似,每次实验中我们不再赘述环境配置。
由于大部分实验基于 Z-Stack 协议栈的底层开发,对于在实验中改动的代码
我们以重点划出并作出了详尽的分析。为了避免代码重复分析以及篇幅限制,我
们在每一次实验后仅给出核心以及改动过的代码并对这部分代码作出详细分析。
实验过程中的起始步骤相同,而对代码的修改步骤则在每次实验中具体给
出。总体步骤如下:
1.启动 IAR Embedded Workbench,打开对应配套实验源码中的 IHF.eww 工
程,如下图:
图 1.1 工程文件图
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何以无翼
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