典型无线传输技术应用第三讲-zigbee应用仓库温度监测系统功能实现

ZigBee技术与应用《典型无线传输技术应用》课程教学资源学习情境仓库温湿度监控项目的实现项目一理论知识1项目二ZigBee模块功能检测2项目三仓库温湿度监控项目硬件安装3项目四ZigBee模块驱动程序设计4项目五项目调试与故障检测5学习情境内容仓库温湿度监控项目利用ZigBee信号将报警信号发送至服务器利用PC显示器显示报警信息信号有效范围应超过20m拓展功能1：美化上位机软件拓展功能2：扩大信号传输范围学习情境要求学习情境仓库温湿度监控项目的实现知识目标能力目标素质目标掌握ZigBee协议的传输原理及ZigBee模块的工作原理掌握利用ZigBee传输模块制作饭店点菜系统的基本原理及方法培养耐心细致严谨扎实的工作作风及团结协作的合作精神学习情境要求学习情境仓库温湿度监控项目的实现项目一理论知识学习情境内容学习情境仓库温湿度监控项目的实现ZigBee模块产品介绍当前市场上主流的ZigBee模块学习情境仓库温湿度监控项目的实现ZigBee模块工作原理图知识准备学习情境仓库温湿度监控项目的实现在一个ZigBee网络中，它可以同时存在两种不同类型的设备，一种是具有完整功能的设备（FFD），另一种是简化功能的设备（RFD）。对于一个RFD来说，它只能和一个FFD进行通信。而对于一个FFD，可以同时和多个RFD或多个其它的FFD通信。每个FFD通常有3种工作状态：作为个人区域网络（PAN）的主协调器、作为一个路由器设备或者作为一个终端设备。每种工作状态都有各自的功能。知识准备学习情境仓库温湿度监控项目的实现5/18/2020ZigBee协调器：启动和配置网络的一种设备。协调器可以保持间接寻址用的绑定表格，支持关联，同时还能设计信任中心和执行其它活动。协调器负责网络正常工作以及保持同网络其它设备的通信。一个ZigBee网络只允许有一个ZigBee协调器。ZigBee路由器：一种支持关联的设备能够将消息转发到其它设备。ZigBee网格或树型网络可以有多个ZigBee路由器。ZigBee星型网络不支持ZigBee路由器。ZigBee端终设备：可以执行它的相关功能并使用ZigBee网络到达其它需要与其通信的设备。它的存储器容量要求最少。然而需要特别注意的是网络的特定架构会戏剧性地影响设备所需的资源。知识准备学习情境仓库温湿度监控项目的实现5/18/2020知识准备学习情境仓库温湿度监控项目的实现Zigbee网络有两种常见的网络拓扑结构：星型拓扑结构和对等拓扑结构。5/18/2020自组网（Adhoc），是由两个或两个以上STA单独组成的网络，该网络中不存在AP，这种类型的网络是一种松散的结构，网络中所有的STA都可以直接通信。知识准备学习情境仓库温湿度监控项目的实现项目二WiFi模块功能检测学习情境内容学习情境仓库温湿度监控项目的实现查看相关硬件是否能加入网络结论依据测试步骤建立连接设备步骤无线路由器、PC机、ZigBee模块等器件熟悉WiFi模块的工作原理及使用方法目的ZigBee模块功能检测学习情境仓库温湿度监控项目的实现【步骤1】建立无线ZigBee网络本步骤中所需建立的无线网络只需要设置一个无线接入点即可。需要一个ZigBee模块设置成为协调器ZigBee模块功能检测步骤学习情境仓库温湿度监控项目的实现【步骤2】硬/软件检测环境的搭建ZigBee网络的搭建、嵌入式设备与ZigBee协调器模块的连接、嵌入式设备与控制嵌入式设备的电脑连接。参照教材4.1基于WindowsXP系统的ZigBee组网项目项目，此处不再详述。ZigBee节点模块与温湿度传感器之间的接口为直插式。ZigBee模块功能检测步骤学习情境仓库温湿度监控项目的实现【步骤3】配置ZigBee模块相关信息ZigBee模块的参数配置非常简单，主要是根据该模块的用途进行配置。ZigBee模块功能检测步骤学习情境仓库温湿度监控项目的实现【步骤4】查看ZigBee模块是否正常上电终端节点，当模块红色LED被点亮时，表示加入网络成功，此时可以在超级终端上看到加入信息。ZigBee模块功能检测步骤学习情境仓库温湿度监控项目的实现项目三仓库温湿度监控系统硬件安装学习情境内容学习情境仓库温湿度监控项目的实现确定系统方案步骤一搭建模块外围电路步骤二硬件设备搭建步骤三仓库温湿度监控项目硬件安装学习情境仓库温湿度监控项目的实现步骤一：确定系统方案项目需要搭建一个ZigBee网络；其次需要将温湿度传感器加入该网络中；最后通过系统软件进行传输控制。学习情境仓库温湿度监控项目的实现仓库温湿度监控项目硬件安装步骤二：搭建模块外围电路学习情境仓库温湿度监控项目的实现仓库温湿度监控项目外围电路步骤三：硬件设备的搭建学习情境仓库温湿度监控项目的实现仓库温湿度监控项目硬件安装硬件设备的连接分为ZigBee网络的搭建、ZigBee节点模块与温湿度传感器的连接、嵌入式设备与ZigBee协调器模块的连接、嵌入式设备与控制嵌入式设备的电脑连接。项目四WiFi模块驱动程序设计学习情境内容学习情境仓库温湿度监控项目的实现（1）主程序介绍（建立ZigBee网络）ZigBee模块驱动程序设计学习情境仓库温湿度监控项目的实现voidstartzigbee(intfd){……WaitFdWriteable(fd);if(write(fd,&buftozigbee[0],5)0)Error(strerror(errno));count=read_zigbee_datas(fd,bufrxcom);if((bufrxcom[0]==0xFE)&&(bufrxcom[1]==0x1A)&&(bufrxcom[2]==0x18))printf(Successfulstartup\n);elseprintf(Failedtostart\n);}（2）主程序介绍（将终端节点加入到网络）for(;;){printf(WaitingforZIGBEEnodetojoin\n);read_zigbee_datas(CommFd,bufrxcom);if((bufrxcom[0]==0xFE)&&(bufrxcom[1]==0x01)&&(bufrxcom[2]==0xA1)){if((bufrxcom[7]=='&')&&(bufrxcom[8]=='J')...){memcpy(newid,&bufrxcom[11],8);sprintf(temp,.....);printf(NewentrantstothezigbeenodeID:%s\n,temp);Address[0]=bufrxcom[19];Address[1]=bufrxcom[20];sprintf(temp,%02x%02x,Address[0],Address[1]);printf(NetworkAddress:%s\n,temp);……}}}学习情境仓库温湿度监控项目的实现ZigBee模块驱动程序设计（3）主程序介绍（温度值和湿度值读取）voidreadtemhum(intfd,inttemorhum){……if(temorhum==1){buftozigbee[14]=0x57;//wdbuftozigbee[15]=0x44;}else{buftozigbee[14]=0x53;//sdbuftozigbee[15]=0x44;}read(fd,bufrxcom,2048);for(i=1;i7;i++){crc^=buftozigbee1[i];}WaitFdWriteable(fd);if(write(fd,&buftozigbee1[0],7)0){Error(strerror(errno));}学习情境仓库温湿度监控项目的实现ZigBee模块驱动程序设计（3）主程序介绍（温度值和湿度值读取）for(i=0;i32;i++){crc^=buftozigbee[i];}buftozigbee[32]=crc;WaitFdWriteable(fd);if(write(fd,&buftozigbee[0],33)0){Error(strerror(errno));}rxcount=read_zigbee_temhum(fd,bufrxcom);result|=(bufrxcom[29]8);result|=bufrxcom[30];if(temorhum==1){fresult=result*0.01-39.6;printf(temperature:%f\n,fresult);}else{fresult=result*0.0405-4-result*result*2.8*0.000001;printf(humidity:%f\n,fresult);}}学习情境仓库温湿度监控项目的实现ZigBee模块驱动程序设计项目五项目测试与故障检测学习情境内容学习情境仓库温湿度监控项目的实现【任务1】扩大传输范围在测量中，ZigBee信号受到自身传输距离的影响，一般传输距离不远，可以通过改ZigBee终端为ZigBee路由器的方式扩大信号的传输范围。工作要求：能够使信号传输距离增加到1000m以上拓展训练学习情境仓库温湿度监控项目的实现【任务2】美化上位机软件界面在仿真实验过程中，简单的串口通信工具就可以满足用户需要，不过在实际应用中，由于客户端直接面对客户，因此需要对客户端进行界面美化。工作要求：美化软件界面。拓展训练学习情境仓库温湿度监控项目的实现