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1、任务九任务九 基于基于BasicRF的无线传感网的无线传感网络应用络应用战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育目目 录录四、实训步骤二、实训内容一、实训目的三、实训原理战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训目的通过本实训，使学生掌握开关量、模拟量、逻辑量三种传感器的工作原理，熟悉这三种传感器的信号采集方法；熟悉BasicRF参数配置；掌握基于BasicRF的无线采集与网络组建方法。战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育目目 录录四、实训步骤二、实训内容一、实训目的三、实训原理战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训内
2、容在实训上，采用人体红外传感器和ZigBee模块组成开关量采集节点A；采用光敏传感器和ZigBee模块组成模拟量采集节点B；一氧化碳传感器和ZigBee模块组成模拟量采集节点C；采用温湿度传感器模块和ZigBee模块组成逻辑量采集节点D。A、B、C、D四个节点实时采集传感器的信号，每隔2s将采集的传感器信号通过无线网络传给ZigBee网关模块（网关模块通过串口与PC机相连），并在PC机串口调试软件上显示。战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育目目 录录四、实训步骤二、实训内容一、实训目的三、实训原理战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训原理在开关量采集系
3、统、模拟量采集系统和逻辑量采集系统的基础上，通过ZigBee无线发送给网关模块，网关通过串口把无线接收的数据上传给PC机，从而实现无线传感网络的数据采集与处理。战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育目目 录录四、实训步骤二、实训内容一、实训目的三、实训原理战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤第一步，新建各传感器节点工程、配置工程相关设置。第一步，新建各传感器节点工程、配置工程相关设置。1. 选择菜单栏【Project】-【Edit Configuration】命令，新建gm_sensor、qt_sensor、hw_sensor、tem_sensor
4、和collect五个工程，如图9.1所示。图9.1 新建工程战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤 2. 各传感器节点工程配置，具体参照实训3操作。第三步，编写各传感器节点程序。第三步，编写各传感器节点程序。1. sensor.c文件代码如下： #include hal_defs.h #include hal_cc8051.h #include hal_int.h #include hal_mcu.h #include hal_board.h #include hal_led.h #include hal_rf.h #include basic_rf.h战略性信息产业
5、教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤 #include hal_uart.h #include UART_PRINT.h #include TIMER.h#include get_adc.h#include sh10.h#include #define MAX_SEND_BUF_LEN 128 #define MAX_RECV_BUF_LEN 128static uint8 pTxDataMAX_SEND_BUF_LEN; /定义无线发送缓冲区的大小战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤static uint8 pRxDataMAX_RECV_BUF_L
6、EN; /定义无线接收缓冲区的大小#define MAX_UART_SEND_BUF_LEN 128#define MAX_UART_RECV_BUF_LEN 128uint8 uTxDataMAX_UART_SEND_BUF_LEN; /定义串口发送缓冲区的大小uint8 uRxDataMAX_UART_RECV_BUF_LEN; /定义串口接收缓冲区的大小uint16 uTxlen = 0;uint16 uRxlen = 0;战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤/*点对点通讯地址设置*/#define RF_CHANNEL 20 / 频道 1126#define
7、 PAN_ID 0 x1379 /网络id #define MY_ADDR 0 xacef / 本机模块地址#define SEND_ADDR 0 x1234 /发送地址/*/static basicRfCfg_t basicRfConfig;uint8 APP_SEND_DATA_FLAG;/*/战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤void ConfigRf_Init(void) / 无线RF初始化 basicRfConfig.panId = PAN_ID; /ZigBee的ID号设置 basicRfConfig.channel = RF_CHANNEL; /Zi
8、gBee的频道设置 basicRfConfig.myAddr = MY_ADDR; /设置本机地址 basicRfConfig.ackRequest = TRUE; /应答信号 while(basicRfInit(&basicRfConfig) = FAILED); /检测ZigBee的参数是否配置成功 basicRfReceiveOn(); / 打开RF战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤/*MAIN*/void main(void) uint16 sensor_val,sensor_tem; uint16 len = 0; halBoardInit(); /模块
9、相关资源的初始化 ConfigRf_Init(); /无线收发参数的配置初始化 halLedSet(1); halLedSet(2); Timer4_Init(); /定时器初始化 Timer4_On(); /打开定时器战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤 while(1) APP_SEND_DATA_FLAG = GetSendDataFlag(); if(APP_SEND_DATA_FLAG = 1) /定时时间到 #if defined (GM_SENDOR) /光敏传感器 sensor_val=get_adc(); /取模拟电压 /把采集数据传化成字符串，以
10、便于在串口上显示观察 printf_str(pTxData,光照传感器电压：%d.%02dVrn,sensor_val/100, sensor_val%100); #endif 战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤 #if defined (QT_SENDOR) /气体传感器 sensor_val=get_adc(); /取模拟电压 /把采集数据传化成字符串，以便于在串口上显示观察 printf_str(pTxData,气体传感器电压：%d.%02dVrn,sensor_val/100, sensor_val%100); #endif #if defined (HW
11、_SENDOR) /红外传感器 #if defined (HW_SENDOR) /红外传感器 sensor_val=get_swsensor(); /取红外传感器检测结果战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤 /把采集数据传化成字符串，以便于在串口上显示观察 if(sensor_val) printf_str(pTxData,红外传感器电平：%drn,sensor_val); else printf_str(pTxData,红外传感器电平：%drn,sensor_val); #endif #if defined (TEM_SENDOR) /温湿度传感器 call_sh
12、t11(&sensor_tem,&sensor_val); /取温湿度数据战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤 /把采集数据传化成字符串，以便于在串口上显示观察printf_str(pTxData,温湿度传感器，温度：%d.%d, 湿度：%d.%drn, sensor_tem/10,sensor_tem%10,sensor_val/10,sensor_val%10); #endif halLedToggle(3); / 绿灯取反，无线发送指示 /把数据通过ZigBee发送出去basicRfSendPacket(SEND_ADDR, pTxData,strlen(pT
13、xData ); Timer4_On(); /打开定时 /*【传感器采集、处理】 结束*/ 战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤第四步，编写协调器程序第四步，编写协调器程序#include hal_defs.h#include hal_cc8051.h#include hal_int.h#include hal_mcu.h#include hal_board.h#include hal_led.h#include hal_rf.h#include basic_rf.h#include hal_uart.h 战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训
14、步骤#define MAX_SEND_BUF_LEN 128#define MAX_RECV_BUF_LEN 128static uint8 pTxDataMAX_SEND_BUF_LEN; /定义无线发送缓冲区的大小static uint8 pRxDataMAX_RECV_BUF_LEN; /定义无线接收缓冲区的大小#define MAX_UART_SEND_BUF_LEN 128#define MAX_UART_RECV_BUF_LEN 128uint8 uTxDataMAX_UART_SEND_BUF_LEN; /定义串口发送缓冲区的大小战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物
15、联教育实训步骤uint8 uRxDataMAX_UART_RECV_BUF_LEN; /定义串口接收缓冲区的大小uint16 uTxlen = 0;uint16 uRxlen = 0;/*点对点通讯地址设置*/#define RF_CHANNEL 20 / 频道 1126#define PAN_ID 0 x1379 /网络id #define MY_ADDR 0 x1234 / 本机模块地址#define SEND_ADDR 0 x55aa /发送地址战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤static basicRfCfg_t basicRfConfig;void M
16、yByteCopy(uint8 *dst, int dststart, uint8 *src, int srcstart, int len) int i; for(i=0; i 0) r_UartLen = halUartRead(r_UartBuf, sizeof(r_UartBuf);战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤MyByteCopy(uRxData, uRxlen, r_UartBuf, 0, r_UartLen); uRxlen += r_UartLen; halMcuWaitMs(5); /这里的延迟非常重要，因为这是串口连续读取数据时候需要有一定的
17、时间间隔 r_UartLen = halUartRxLen(); return uRxlen;);战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤/ 无线RF初始化void ConfigRf_Init(void) basicRfConfig.panId = PAN_ID; /ZigBee的ID号设置 basicRfConfig.channel = RF_CHANNEL; /ZigBee的频道设置 basicRfConfig.myAddr = MY_ADDR; /设置本机地址 basicRfConfig.ackRequest = TRUE; /应答信号 while(basicRf
18、Init(&basicRfConfig) = FAILED); /检测ZigBee的参数是否配置成功战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤 basicRfReceiveOn(); / 打开RF/*MAIN START*/void main(void) uint16 len = 0; halBoardInit(); /模块相关资源的初始化 ConfigRf_Init(); /无线收发参数的配置初始化 halLedSet(1); halLedSet(2);战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤 while(1) if(basicRfPacketI
19、sReady() /查询有没收到无线信号 halLedToggle(4); / 红灯取反，无线接收指示 /接收无线数据len = basicRfReceive(pRxData, MAX_RECV_BUF_LEN, NULL); halUartWrite(pRxData,len); /把接收到的无线发送到串口 战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤第五步，编译、烧录程序，测试系统功能。第五步，编译、烧录程序，测试系统功能。1. 为传感器节点编译、烧录程序。（1）在Workspace栏下选择“gm_sensor”，然后在预定义栏输入“GM_SENDOR”，再编译程序，无误
20、后烧录到该模块中。（2）在Workspace栏下选择“qt_sensor”，然后在预定义栏输入“QT_SENDOR”，再编译程序，无误后烧录到该模块中。（3）在Workspace栏下选择“hw_sensor”，然后在预定义栏输入“HW_SENDOR”，再编译程序，无误后烧录到该模块中。（4）在Workspace栏下选择“tem_senso”，然后在预定义栏输入“TEM_SENDOR”，再编译程序，无误后烧录到该模块中。战略性信息产业教育服务提供商 联世界 育未来创新物联教育实训步骤2. 为协调器编译、烧录程序。3. 测试系统功能，如图9.2所示。图9.2 基于BasicRF的无线传感网络应用系统测试效果