Zigbee教学大纲和考试大纲

练习题答案-1-教学大纲课程名称：Zigbee开发技术及实践课程英文名称：DevelopmentofZigbeeSystem课程类别：专业课课程总学时：64总学分：4含实验或实践学时：24推荐使用教材：《Zigbee系统开发》出版社：课改课程出版时间及版次：2013年课程教学目标与基本要求：《Zigbee开发技术及实践》课程是物联网工程、通信工程和电子信息工程的专业课程，是物联网工程的基础课程。本课程主要讲授Zigbee协议的ZSTACK协议栈和基于CC2530的Zigbee芯片。通过本课程的学习，使学生深入了解Zigbee的基本概念，熟悉掌握Zigbee技术原理、Zigbee节点硬件设计、CC2530基础开发、CC2530无线射频、ZSTACK协议栈分析和ZSTACK协议栈应用开发。通过实践篇的学习，使学生深入掌握CC2530的基础开发，以及ZSTACK协议栈的运行机制。考试形式：闭卷笔试（课程总成绩＝期末考试成绩×80%＋平时成绩×20%）课程内容与学时分配：授课内容（细化到章、节、目）教学目标重点和难点授课模式（指传统讲授、讨论、多媒体教学等）学时分配第1章Zigbee技术开发概述1.1Zigbee技术概述1.1.1由来和发展1.1.2无线传感器网络与Zigbee的关系1.1.3zigbee技术特点掌握Zigbee技术概念理解Zigbee技术特点了解常用Zigbee芯片的特点重点：Zigbee技术概念几种常见的Zigbee芯片及协议栈掌握Zigbee软硬件开发平台的建传统讲授和多媒体教学必讲2Zigbee开发技术及实践-2-1.1.4Zigbee芯片1.1.5常见Zigbee协议栈1.2Zigbee软件开发平台1.2.1IAR软件开发平台1.2.2ZigbeeSniffer1.2.4辅助软件1.3Zigbee硬件开发平台了解几种常见的Zigbee协议栈掌握Zigbee软硬件开发平台的建立和安装理解Zigbee与无线传感器网络的关系立和安装难点：Zigbee软硬件开发平台的建立和安装第2章Zigbee技术原理2.1概述2.2Zigbee网络结构2.2.1Zigbee网络体系2.2.2拓扑结构2.2.3协议架构2.3IEEE802.15.4通信层2.3.1物理层2.3.2MAC层2.3.3MAC帧结构2.4Zigbee网络层2.4.1功能概述2.4.2服务规范2.4.3帧结构2.5Zigbee应用层2.5.1几个概念2.5.2应用支持子层2.5.3应用框架2.5.4Zigbee设备对象理解Zigbee网络结构掌握IEEE802.15.4通信层掌握MAC层和网络层帧结构掌握Zigbee网络层服务规范掌握Zigbee应用层规范重点：理解Zigbee网络结构掌握IEEE802.15.4通信层掌握MAC层和网络层帧结构掌握Zigbee网络层服务规范掌握Zigbee应用层规范难点：Zigbee网络层服务规范Zigbee应用层规范传统讲授、多媒体教学和实践演练必讲12第3章Zigbee节点硬件设计技术3.1概述3.2设计规则及注意事项3.3.1原理图设计3.3.2PCB设计3.3硬件总体设计3.4.1CC2530核心板设计3.4.2协调器节点设计3.4.3路由器节点设计3.5低功耗设计理解硬件设计规则及注意事项掌握CC2530核心板、路由器底板和协调器底板的设计了解低功耗设计重点：硬件设计规则及注意事项CC2530核心板、路由器底板和协调器底板的设计难点：CC2530核心板、路由器底板和协调器底板的设计传统讲授、多媒体教学和实践演练必讲8第4章CC2530基础开发掌握I/O的使用重点：传统讲授、多3练习题答案-3-4.1概述4.2CC2530结构框架4.2.1CC2530CPU4.2.2CC2530存储器及映射4.3CC2530编程4.3.1寄存器和汇编指令4.3.2编程基础4.3.3中断的使用4.4I/O4.4.1通用I/O4.4.2通用I/O中断4.4.3外设I/O4.5振荡器和时钟4.5.1振荡器4.5.2系统时钟及寄存器4.6电源管理及复位4.6.1供电模式4.6.2电源管理寄存器4.6.3复位4.7串口4.7.1串口模式4.7.2串口中断4.8DMA4.8.1DMA概述4.8.2DMA操作与配置4.8.3DMA中断4.9ADC4.9.1ADC概述4.9.2ADC输入4.9.3ADC转换4.10定时器4.10.1定时器概述4.10.2定时器14.10.3定时器2和睡眠定时器4.10.4定时器3和定时器4理解存储器以及映射的关系掌握ADC的使用方法掌握串口和DMA的使用方法掌握定时器的使用I/O的使用存储器以及映射的关系ADC的使用方法串口和DMA的使用方法定时器的使用难点：ADC的使用方法串口和DMA的使用方法定时器的使用媒体教学和实践演练必讲第5章CC2530无线射频5.1概述5.2RF内核5.2.1中断5.2.2中断寄存器掌握RF内核结构掌握FIFO访问掌握CC2530无线发送模式重点：CC2530无线发送模式CC2530无线接收模式传统讲授、多媒体教学和实践演练必讲6Zigbee开发技术及实践-4-5.3FIFO访问5.3.1RXFIFO访问5.3.2TXFIFO访问5.4发送模式5.4.1TX控制5.4.2帧处理5.5接收模式5.5.1RX控制5.5.2帧处理5.6CSMA/CA选通处理器5.7IEEE802.15.45.7.1IEEE802.15.4调制规范5.7.2IEEE802.15.4数据格式5.7.3IEEE802.15.4射频程序设计5.7.4发送过程5.7.5接收过程5.7.6实验结果及现象掌握CC2530无线接收模式掌握IEEE802.15.4程序设计方法IEEE802.15.4程序设计方法难点：CC2530无线发送模式CC2530无线接收模式IEEE802.15.4程序设计方法第6章Zstack协议栈6.1概述6.2ZSTACK软件架构6.2.1Zigbee协议栈结构6.2.2Zigbee协议栈6.2.3Zigbee协议栈与Zsack对比6.3HAL层分析6.3.1Common文件夹6.3.2Include文件夹6.3.3Target文件夹6.4NWK层分析6.4.1节点地址类型的选择6.4.2协议栈模板6.4.3网络参数的配置6.5Tool配置和分析6.6Profile层分析6.6.1端点的管理6.6.2数据的发送和接收6.7ZDO层分析6.7.1ZDO网络设备启动理解Zstack软件架构掌握操作系统的运行机制掌握Zstack各层作用重点：操作系统的运行机制Zstack各层作用难点：操作系统的运行机制Zstack各层作用传统讲授、多媒体教学和实践演练必讲9练习题答案-5-6.7.2终端设备绑定、绑定和取消绑定6.8API函数6.8.1信息管理API6.8.2任务同步API6.8.3定时器管理API6.8.4中断管理API6.8.5任务管理API6.8.6内存管理API6.8.7电源管理API6.8.8非易失性存储器API6.9APP层分析6.9.1OSAL_SampleApp.c6.9.2SampleApp.c文件6.9.3SampleApp.h文件6.10操作系统的运行6.10.1概述6.10.2OSAL术语6.10.3Zstack数据传输6.10.4OSAL剖析6.10.5按键事件剖析第7章Zstack应用开发7.1工程模板的创建7.1.1工程的建立7.1.2修改App目录7.1.3编译选项的选择7.2任务的建立7.2.1函数的声明7.2.2任务的添加7.2.3任务初始化及事件处理7.3移植7.3.1LED移植7.3.2按键移植7.3.3LCD移植掌握工程模板的建立掌握任务的建立掌握LED、按键和LCD的移植重点：工程模板的建立任务的建立LED、按键和LCD的移植难点：工程模板的建立任务的建立LED、按键和LCD的移植传统讲授、多媒体教学和实践演练必讲5第8章Zstack应用开发8.1应用设计8.1.1设计概述8.1.2Zigbee程序开发8.2体系结构设计了解Zigbee程序的开发过程掌握Zigbee程序体系结构设计重点：Zigbee程序体系结构设计协调器和路由器程序的编写Zigbee开发技术及实践-6-8.2.1应用环境分析8.2.2整体设计8.2.3应用协议制定8.3路由器程序编写8.3.1响应按键命令8.3.2响应协调器命令8.4协调器程序编写8.4.1直接接收数据8.4.2串口触发8.5实验现象掌握协调器和路由器程序的编写难点：Zigbee程序体系结构设计协调器和路由器程序的编写学习参考书（注明编者，出版社，出版时间及版次）：1、李文仲，《Zigbee2006无线网络与无线定位实战》，北京航空航天大学出版社，2008年1月第1版2、王小强，《Zigbee无线传感器网络设计与实现》，化学工业出版社，2012年6月第1版3、郭渊博，《Zigbee技术与应用》，国防工业出版社，2010年6月第1版考试大纲-7-考试大纲《Zigbee开发技术及实践》课程是通信工程和电子信息工程的专业课程，是物联网关键技术课程。本课程主要讲授Zigbee协议的ZSTACK协议栈和基于CC2530的Zigbee芯片。通过本课程的学习，使学生深入了解Zigbee的基本概念，熟悉掌握Zigbee技术原理、Zigbee节点硬件设计、CC2530基础开发、CC2530无线射频、ZSTACK协议栈分析和ZSTACK协议栈应用开发。通过实践篇的学习，使学生深入掌握CC2530的基础开发，以及ZSTACK协议栈的运行机制本考试大纲针对“物联网专业方向”【Zigbee开发技术及实践】课程的期末考试设置。一．考试要求及结构前置知识1.C语言程序设计2.单片机基础基本要求1.理解Zigbee技术概念及特点2.理解Zigbee与无线传感器网络的关系3.理解Zigbee网络结构4.掌握Zigbee网络层服务规范，掌握Zigbee应用层规范5.掌握CC2530结构框架6.掌握CC2530基础开发7.掌握CC2530无线发送模式和CC2530无线接收模式8.掌握基于IEEE802.15.4标准的无线通信9.理解Zstack软件架构10.掌握操作系统的运行11.掌握网络的配置和建立12.掌握如何添加自己的任务考察范围【Zigbee开发技术及实践】课程教学大纲中的必讲内容考试形式在线考试考试时间150分钟（中间不休息）Zigbee开发技术及实践-8-试卷结构由【理论题】和【上机题】两个部分组成，满分100分。【理论题】包括：选择（20分）、填空（20分）、简答（30分）【上机题】30分）上机题要求1.能够根据要求完成项目编程2.开发工具使用IAR3.配套设备使用物联网综合实验箱中的Zigbee协调器和Zigbee路由器开发板二．考试内容1.Zigbee技术开发概述Zigbee技术的特点Zigbee软硬件开发平台的建立和安装Zigbee与无线传感器网络的关系2.Zigbee技术原理Zigbee的网络结构Zigbee的物理层和MAC层Zigbee网络层功能及帧结构Zigbee应用支持子层应用框架和设备对象。3.Zigbee节点硬件设计技术CC2530结构框架硬件设计规则及注意事项Zigbee节点核心板、路由器节点及协调器节点的设计。4.CC2530基础开发CC2530编程基础CC2530I/O的使用ADC的使用串口的使用DMA的使用定时器的使用考试大纲-9-5.CC2530无线射频RF内核中断中断寄存器的使用FIFO访问CC2530的无线发送模式CC2530的无线接收模式IEEE802.15.4标准基于IEEE802.5.4标准的无线通信6.ZSTACK软件架构ZSTACK操作系统的运行Zstack协议栈中HAL层作用Zstack协议栈中MAC层作用Zstack协议栈中NWK层作用Zstack协议栈中ZDO层作用Zstack数据发送方式信道及PANID的设置数据发送的三