ZigBee网络组建技术

本书选用了11个基于ZigBee协议栈应用开发的实例，按照“突出应用，理论够用”的原则，采取项目化教学的方式，以作品制作为载体，采用在作品制作过程中穿插讲解基础知识和基本技能的方法，由浅入深地讲解了ZigBee无线网络的开发方法，包括开发环境的搭建、协议栈中串口、定时器、NV存储器的使用方法，单播、广播、组播通信的实现方法，无线网络的管理方法，无线传感网络的组建方法以及C程序设计的技巧。本书立足于应用实践，摒弃了对复杂而深奥的通信协议理论知识的讲解，适用于高等职业院校物联网、电子信息、移动通信、网络及计算机等专业作为无线组网技术课程的教材，也可作为应用型本科和物联网培训班的教材以及从事无线网络组建的工程技术人员学习和参考。

李文华，男，教授，不错工程师，国家职业鉴定注册不错考评员，中国电子学会不错会员。现就职予浙江工贸职业技术学院，从事物联网专业的教学与研究工作。
曾在武汉、深圳、温州等地企业从事过12年的测控系统开发工作，先后开发过“PLK智能配料机械控制仪”、“ZL-Ⅲ安全防火报警系统"、“智能商铺系统”等17个测控系统和物联网应用系统，先后发表过《基于NLP的OCR后处理方法》等30多篇论文，出版了《单片机技术应用与系统开发》等图书12部，其中，“十一五”重量规划教材1部，“十二五"职业教育国家规划教材2部。曾主持过浙江省“十二五”优势专业和浙江省“十三五”特色专业的建设，主持建设过省级精品课程1门、省级精品开放课程1门、省级教学研究和改革项目4项、省级科技项目3项。曾获省级教学成果奖1项、市级科技进步奖2项。

项目1 搭建开发环境 1
任务要求 1
实现方法与步骤 1
1. 准备开发工具 1
2. 安装开发工具包 3
3. 安装仿真器 8
4. 新建工程 11
5. 配置工程 15
6. 编译、连接程序 17
7. 调试程序 18
8. 烧录程序 21
实践总结 25
习题 25
项目2 在协议栈中控制LED闪烁 26
任务要求 26
相关知识 26
1. 协议与协议栈 26
2. ZigBee网络中的设备 26
3. 系统事件与用户事件 27
4. osal_msg_receive（）函数 29
5. osal_msg_deallocate（）函数 29
6. osal_start_timerEx（）函数 29
7. HalLedSet（）函数 30
8. HalLedBlink（）函数 31
实现方法与步骤 31
1. 准备程序文件 31
2. 编写协调器程序 34
3. 编制头文件Coordinator.h 38
4. 修改OSAL_SampleApp.c文件 39
5. 移除App组中的多余文件 39
6. 编译下载程序 40
程序分析 42
1. App组中的文件 42
2. Coordinator.c文件中的代码分析 44
3. Coordinator.h文件中的代码分析 52
实践拓展 53
1. 在无协调器的条件下运行程序 53
2. 在有协调器的条件下运行程序 55
实践总结 56
习题 56
项目3 用事件驱动处理串口接收数据 58
任务要求 58
相关知识 58
1. HalUARTOpen（）函数 58
2. HalUARTRead（）函数 60
3. HalUARTWrite（）函数 60
4. osal_set_event（）函数 61
5. 端口的概念 61
实现方法与步骤 62
1. 编制协调器的程序文件Coordinator.c 62
2. 编制程序接口文件Coordinator.h 64
3. 修改OSAL_SampleApp.c文件 65
4. 程序编译与下载运行 67
程序分析 71
1. Coordinator.c文件中的代码分析 71
2. OSAL_SampleApp.c文件中的代码分析 74
3. OSAL工作原理分析 76
实践拓展 81
用新任务处理串口数据 81
实践总结 84
习题 85
项目4 用回调函数处理串口接收数据 86
任务要求 86
相关知识 86
1. 回调函数 86
2. osal_memcmp（）函数 87
3. osal_strlen（）函数 87
4. osal_memset（）函数 88
实现方法与步骤 88
编制协调器的程序文件 88
程序分析 91
1. Coordinator.c文件中的代码分析 91
2. 串口回调函数的工作原理分析 94
实践拓展 99
查看ZStack中串口的配置代码 99
实践总结 103
习题 103
项目5 用计算机控制终端节点上的LED 105
任务要求 105
相关知识 105
1. 数据包与消息 105
2. 数据通信的3种方式 107
3. 设备的地址 108
4. AF_DataRequest（）函数 108
实现方法与步骤 111
1. 编制协调器的程序文件 111
2. 编制终端节点的程序文件 116
3. 程序编译与下载运行 119
程序分析 123
1. Coordinator.c文件中的代码分析 123
2. EndDevice.c文件中的代码分析 124
实践拓展 125
修改ZStack中LED的配置 125
实践总结 128
习题 129
项目6 分组传输数据 131
任务要求 131
相关知识 131
1. 信道 131
2. PAN ID 132
3. 组播通信的相关函数 133
4. 组播通信的实现方法 134
实现方法与步骤 136
1. 编程思路 136
2. 编制节点的程序文件 138
3. 设置PANID和信道 144
4. 程序编译与下载运行 145
程序分析 147
实践总结 149
习题 150
项目7 用NV存储器保存数据 151
任务要求 151
相关知识 151
1. NV存储器 151
2. osal_nv_item_init（）函数 152
3. osal_nv_read（）函数 153
4. osal_nv_write（）函数 153
实现方法与步骤 154
1. 定义用户条目 154
2. 编制协调器的程序文件 154
程序分析 159
实践拓展 160
读取节点的MAC地址 160
实践总结 162
习题 163
项目8 显示节点的地址 164
任务要求 164
相关知识 164
1. 协议栈中地址的分配机制 164
2. 获取地址的相关函数 166
实现方法与步骤 167
1. 编制节点的程序文件 168
2. 编制数值转换的程序文件 171
3. 新建User组 173
4. 程序的编译与下载运行 175
程序分析 177
实践拓展 178
绘制网络拓扑图 178
实践总结 180
习题 180
项目9 制作防盗监测器 181
任务要求 181
相关知识 181
1. 热释电红外传感器的应用特性 181
2. 在协议栈中添加传感器驱动程序的方法 184
实现方法与步骤 185
1. 编制传感器驱动程序文件 185
2. 编制协调器的程序文件 187
3. 编制终端节点的程序文件 190
4. 程序编译与下载运行 193
程序分析 194
实践总结 196
习题 196
项目10 制作光照信息采集器 198
任务要求 198
相关知识 198
1. 光敏电阻的特性 198
2. ZStack中的ADC函数 199
3. ZStack中ADC的使用方法 201
实现方法与步骤 202
1. 编制节点的程序文件 202
2. 程序编译与下载运行 205
程序分析 206
实践总结 207
习题 208
项目11 制作温湿度采集器 209
任务要求 209
相关知识 209
1. MicroWait宏 209
2. DHT11的工作特性 209
3. DHT11的访问操作 210
实现方法与步骤 215
1. 搭建DHT11的控制电路 215
2. 编制DHT11的驱动程序文件 215
3. 编制节点的程序文件 217
4. 程序编译与下载运行 223
程序分析 224
实践总结 226
习题 226
附录A ZigBee模块原理图 228
附录B 2016年全国物联网大赛试题（ZigBee部分） 230
试题1 任务三 物联网感知层开发调试 230
一、任务要求 230
二、任务环境 230
三、任务说明 230
试题2 任务三 物联网感知层开发调试 233
一、任务要求 233
二、任务环境 234
三、任务说明 234