现代通信技术实验——ZigBee星状网络实验
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Zigbee协议星形组网实验的设计与实现冉彦中;曹婧华;姜威;赵飞【摘要】介绍了Zigbee网络结构、网络节点组成、软件模块、环境参数温度数值的实际测试,在无线网络应用开发方面作了一些有益的尝试.%This paper introduces the Zigbee network architecture, the node composition, the software module, and the environment parameter temperature value actual test, and obtains some beneficial attempts in the wireless network application and development.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2013(030)002【总页数】3页(P101-102,117)【关键词】星形实验设计;Zigbee协议;网络结构【作者】冉彦中;曹婧华;姜威;赵飞【作者单位】吉林大学军需科技学院,吉林长春130062【正文语种】中文【中图分类】TP302Zigbee技术是短距离、低速率、低功耗、低成本的短距离无线通信技术,它与IEEE802.15.14一起构成无线传感器网络的标准通信协议,适用于网点多、体积小、数据量小,传输可靠、低功耗等场合。
Zigbee网络有3 种拓扑形式:星形、簇树形和网形。
网络节点按功能划分为终端节点、路由器节点和协调器节点。
ZigBee协调器节点在IEEE 802.15.4中称为PAN(Personal Area Network)协调点,它是整个网络的主控节点,负责发起建立新的网络、设定网络参数、管理网络中的节点以及存储网络中节点信息等,网络形成后也可以执行路由器的功能,ZigBee协调器节点必须是FFD(full function device),一个ZigBee网络只有一个协调器节点;路由器节点是全功能节点,转发数据,起到路由的作用,也可以收发数据,当成一个数据节点,还能保持网络,为后加入的节点分配地址;终端节点RFD(recuced function device),通常定义为电池供电的低功耗设备,只周期性发送数据,不接收数据。
实验-ZigBee组⽹实验:ZigBee基本通信实验⼀、实验⽬的1.了解ZigBee协议及其在软件上如何实现。
2.学习使⽤sniffer嗅探⽹络节点之间通信数据包并分析数据包。
3. 学习Zigbee⽹络组⽹及路由选择。
⼆、实验内容1.基于z-stack协议栈的组⽹及数据传输。
2.使⽤sniffer抓取节点之间传输的数据包并分析数据包组成。
三、实验设备1.IAR开发平台环境2.ZigBee开发套件3.Sniffer抓包⼯具(软件和硬件)实验开发套件的领取注意事项:1、每周五上午1-2节可到电信5号楼东303A房间,协同创新中⼼找蓝伟涛学长(领取FPGA开发板)或电信1号楼515室找赵曜学长(领取Zigbee开发套件)。
2、每个⼩组以组长为代表签字领取⼀套开发套件,并在三周内归还。
请爱护实验套件,归还时确保所有部件完好齐全。
3、实验中若有问题可在周五上午1-2节课时间去上述地址找两位助教答疑。
四、实验原理1,ZigBee协议概述ZigBee作为⼀种⽆线通信标准,它是以IEEE802.15.4⽆线通信技术为基础的⼀组涉及到⽹络、安全和应⽤⽅⾯的软件协议。
它是⼀种短距离、低复杂度、低功耗、地数据传输速率和低成本的双向⽆线通信技术。
该技术可以应⽤于超低功耗率损耗的⽆线⽹络中,它满⾜ISO/OSI参考模型。
其物理层和MAC层采⽤了IEEE802.15.4标准;ZigBee联盟定义了上层部分,包括⽹络层和应⽤层。
⽆线通信⽹络软件以z-stack作为ZigBee的协议栈,硬件为基于CC2530-ZigBee开发套件。
2 设备类型(Device Types)在ZigBee⽹络中存在三种逻辑设备类型:Coordinator(协调器),Router(路由器)和End-Device(终端设备)。
ZigBee⽹络由⼀个Coordinator以及多个Router和多个End_Device组成。
在ZStack-CC2530-2.3.1-1.4.0中⼀个设备的类型通常在编译的时候通过编译选项确定。
ZIgBee学习心得实验报告项目名称基于无线传感器网络的采温实验专业班级软件1105学号姓名目录《计算机网络》............................................................................................... 错误!未定义书签。
实验报告. (1)一、实验目的 (3)二、实验内容和报告简介 (3)三、实验相关设备环境 (3)四、实验内容 (6)4.1.内容简介 (6)4.2. 无线传感器网络采温系统实验 (7)实验简介 (7)4.2.2 工程结构简介 (8)4.2.3 设备功能及网络拓扑结构介绍 (9)4.2.4 main()函数和OSAL (9)4.2.5 设备相关功能主要函数介绍 (13)4.3 ZigBee协议和ZStack分析 (24)4.3.1 ZigBee协议和ZStack简介 (24)4.3.2 OSAL原理分析和实现 (25)IEEE 802.15.规定的PHY层 (31)IEEE 802.15.规定的MAC层 (34)4.3.5 ZigBee2007的网络层。
(37)4.3.6 ZigBee2007的应用层 (41)五、实验结果 (42)六、实验结论 (43)七、实验小结 (43)7.1 短距离无线通信网络的现状和发展 (43)7.2 ZigBee通信技术的应用 (44)7.3 学习ZigBee开发的心得体会 (44)7.4 下一步可能的学习计划 (44)实验《基于无线传感器网络的采温实验》实验学时:1 实验地点:201 实验日期: 5.10一、实验目的1. 设计并实现一套无线传感器网络的采温系统。
2. 较为详细的分析ZigBee协议栈。
二、实验内容和报告简介完成采集器、传感器设备的设计和实现。
对ZigBee2007协议和Zstack进行较为详细的分析。
三、实验相关设备环境介绍了开发板、CC2530和协议栈四、实验内容第一部分详细描述了开发的工作,附上了关键代码和注释。
现代通信技术试验报告(一)ZigBee星状网络实验学院:计算机学院班级:24010107班学号:2012040101330姓名:赵堃日期:2015.05.13ZigBee星状网络实验一、【实验目的】1. 了解ZigBee 星状网络结构;2. 掌握构建星状网络的方法。
二、【实验设备】1. 装有IAR 开发工具的PC 机一台;2. 下载器一个;3. 物联网多网技术综合教学开发设计平台一套。
三、【实验要求】1. 编程要求:使用协议栈提供的API 函数编写应用程序;2. 实现功能:构建星状网络进行数据通信;3. 实验现象:协调器通信指示灯(D9)闪烁,其他节点通信指示灯(D9)熄灭,说明其他节点向协调器发送数据,星状网络构建成功。
四、【实验原理】通过设置网络中各个节点的网络拓扑参数为星型组网方式,使协调器建立一个ZigBee 网络,其他终端节点连接到网络时,直接以协调器节点作为父节点,构成星型网络拓扑结构。
并通过“ZigBee 调试助手”查看现象。
星状网络结构图示例如下:图1-星状网络结构图五、【程序流程图】图2-ZigBee星状网络实验节点流程图六、【实验步骤】1.将调试器连接到实验箱的调试口;2.打开协议栈工程文件;3.打开工程目录下 NWK 中的 nwk_globals.h 文件,看到网络拓扑形状是由如图 3 所示的“NWK_MODE_STAR”(星型网)、“NWK_MODE_TREE”(树状网)、“NWK_MODE_MESH”(网状网)3 个宏定义作为网络参数确定的。
图3-协议栈中ZigBee网络模式参数宏定义4.按照图 4 修改 ZigBee 节点组网的网络拓扑结构参数,将图示部分修改为“NWK_MODE_STAR”即规定了网络的拓扑结构为星型连接方式。
图4-修改网络拓扑为星型网5. 使用实验箱上的旋钮选中协调器节点,然后编译协调器的代码,然后点击下载图标,如图 5 所示:图5-下载协调器节点程序6.下载完成后,点击图 6 所示的调试界面的“全速运行”,再点击“退出调试”。
Zigbee组网实验一.实验目的1.了解zigbee网络2.掌握zigbee节点程序下载方式3.掌握如何组建zigbee星状网络二.实验意义通过实验了解zibee网络的特点,体会其组网及通信过程三.实验环境PC机一台(内安装IAR环境)智能网关一个ZigBee节点ZigBee仿真器一套四.实验原理每一个星状网络中只有一个协调器,当协调器被激活后,它就会建立一个自己的网络。
其它位于协调器附近的zigbee节点,如果与该协调器处于同一信道,则会自动加入到该网络当中。
五.实验步骤一、认识实验设备以及下载设备连接连接线路如图所示:二、Zigbee网络组建1、协调器下载协调器在本套智能家居系统中担任信息收集与传输的工作,它和每个ZigBee模块进行无线通讯,并将信息传送给智能网关,同时也将网关的控制指令发送给各个模块。
我们首先将一个ZigBee模块下载成协调器,具体步骤如下:(1)打开“\实验程序\协调器\Projects\zstack\Samples\collector SimpleApp 1.25\ CC2430DB\SimpleApp.eww”。
如图1-6所示:(2)不同的实验小组选择自己所分配的信道。
点击左侧的文件导航栏,找到tools文件夹,打开其中的文件f8wConfig.cfg,找到自己小组的信道,将行的注释去掉,并且确认其他各个信道代码均为注释状态。
更改完信道之后,在菜单栏中选择Project\Rebuild All进行编译,编译完成后生成的HEX 文件保存在\实验程序\协调器\Projects\zstack\Samples\collectorSimpleApp1.25\CC2430DB\SimpleCollectorEB\Exe 中。
(3)更改完信道之后,在菜单栏中选择Project\Rebuild All进行编译,编译完成后生成的HEX文件保存在\实验程序\协调器\Projects\zstack\Samples\collectorSimpleApp1.25\CC2430DB\SimpleCollec torEB\Exe中;(4)打开smartRF下载软件,如图所示,按照图将下载设备的各个线连接好,之后按一下下载器(也就是白色盒子)上面的黑色按钮,则下载界面中将会识别到要与下载器相连接的zigbee模块芯片,如图所示,对相关条件进行勾选;2.其它zigbee终端节点的下载Zigbee终端节点在上电后自动加入到处于同一信道的zigbee协调器所组建的zigbee网络当中。
一、Zigbee简介1.1 什么是ZigBeeZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。
ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。
其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。
主要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。
简而言之,ZigBee就是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。
ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。
1.2 Zigbee协议栈ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。
其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。
1.3 Zigbee技术优势•数据传输速率低:10KB/秒~250KB /秒,专注于低传输应用•功耗低:在低功耗待机模式下,两节普通5号电池可使用6~24个月•成本低:ZigBee数据传输速率低,协议简单,所以大大降低了成本•网络容量大:网络可容纳65,000个设备•时延短:典型搜索设备时延为30ms,休眠激活时延为15ms,活动设备信道接入时延为15ms。
•网络的自组织、自愈能力强,通信可靠•数据安全:ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,采用AES-128加密算法(美国新加密算法,是目前最好的文本加密算法之一),各个应用可灵活确定其安全属性•工作频段灵活:使用频段为2.4GHz、868MHz(欧洲)和915MHz(美国),均为免执照(免费)的频段1.4 Zigbee应用条件•低功耗;•低成本;•较低的报文吞吐率;•需要支持大型网络接点的数量级;•对通信服务质量QoS要求不高(甚至无QoS);•需要可选择的安全等级(采用AES-128),•需要多方面的较复杂的网络拓扑结构应用;•要求高的网络自组织、自恢复能力。
二、CC2530实验及实验修改2.1 基础实验(1)实验要求:按键触发中断,DS18B20测外部温度,数据以一定格式传输到串口显示(2)程序代码:#include <stdio.h>#include"iocc2530.h"#include"ds18b20.h"#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define KEY1 P0_1 //定义按键为P01口控制//变量uchar Keyvalue=0; //定义变量记录按键动作uint KeyTouchtimes=0; //定义变量记录按键次数//函数声明void Delay(uint);//延时函数声明void Initial(void);//初始化函数声明void InitKey(void); //初始化按键函数声明uchar KeyScan(void); //按键扫描函数声明//字符串【DS18B20采集到的温度是:XXXXXXX】chardata[23]={0x44,0x53,0x31,0x38,0x42,0x32,0x30,0xB2,0xC9,0xBC,0xAF,0xB5,0xBD,0xB5,0xC4, 0xCE,0xC2,0xB6,0xC8,0xCA,0xC7,0xA3,0xBA};unsigned char temp; //定义温度缓冲//延时void Delay(uint n){uint i;for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);}//时钟初始化void InitialCLK() //系统初始化{CLKCONCMD = 0x80; //系统选择32M振荡器while(CLKCONSTA&0x40); //这里等待晶振稳定}//初始化按键为中断输入方式void InitKeyINT(void){P0INP |= 0x02; //上拉P0IEN |= 0X02; //P01设置为中断方式PICTL |= 0X01; //下降沿触发EA = 1; //使能总中断IEN1 |= 0X20; // P0设置为中断方式;P0IFG |= 0x00; //初始化中断标志位}//串口初始化设置void UartInitial(void){PERCFG = 0x00; //位置1 P0口P0SEL = 0x0c; //P0用作串口P2DIR &= ~0xc0; //P0优先作为UART0U0CSR |= 0x80; //串口设置为UART方式U0GCR |= 11;U0BAUD |= 216; //波特率设为115200U0CSR |= 0x40;UTX0IF = 0;}//串口输出字符void UartPutChar(unsigned char DataChar){U0DBUF = DataChar; //发送字符while(UTX0IF == 0); //等待发送完成UTX0IF = 0;}//串口发送字符串函数void UartPutString(char *Data,int len){int j;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF = *Data++;//发送字符串while(UTX0IF == 0);UTX0IF = 0;}}//外部中断程序#pragma vector = P0INT_VECTOR__interrupt void P0_ISR(void){temp=ReadDs18B20(); //温度检测UartPutString(data,23); //串口输出字符串if(temp/10>0) //判断是否数据只有1位UartPutChar(temp/10+48); //十位UartPutChar(temp%10+48); //个位UartPutChar('\n'); //换行P0IFG = 0; //清中断标志P0IF = 0; //清中断标志}//主函数void main(){InitialCLK(); //初始化系统时钟UartInitial(); //串口初始化InitKeyINT(); //按键初始化P0SEL &= 0xbf; //DS18B20的io口初始化while(1){}}(3)实验效果:按键一下,串口传出一次“DS18B20采集到的温度是:xx”显示在串口调试助手软件显示屏上2.2 实验修改(1)实验要求:按键触发中断改成按键检测程序代码:#include <stdio.h>#include"iocc2530.h"#include"ds18b20.h"#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define KEY1 P0_1 //定义按键为P01口控制//变量uchar Keyvalue=0; //定义变量记录按键动作int Keytouchtimes=0;//定义变量记录按键次数//函数声明void Delay(uint);//延时函数声明void Initial(void);//初始化函数声明void InitKey(void); //初始化按键函数声明uchar KeyScan(void); //按键扫描函数声明//字符串【DS18B20采集到的温度是:XXXXXXX】chardata[23]={0x44,0x53,0x31,0x38,0x42,0x32,0x30,0xB2,0xC9,0xBC,0xAF,0xB5,0xBD,0xB5,0xC4,0xCE ,0xC2,0xB6,0xC8,0xCA,0xC7,0xA3,0xBA};unsigned char temp; //定义温度缓冲//延时void Delay(uint n){uint i;for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);}//时钟初始化void InitialCLK() //系统初始化{CLKCONCMD = 0x80; //系统选择32M振荡器while(CLKCONSTA&0x40); //这里等待晶振稳定}//按键初始化函数void InitKey(){P0SEL &= ~0X2; //设置P04为普通IO口P0DIR &= ~0X2; //按键在P04 口,设置为输入模式P0INP &= ~0x2; //打开P04上拉电阻,不影响}//串口初始化设置void UartInitial(void){PERCFG = 0x00; //位置1 P0口P0SEL = 0x0c; //P0用作串口P2DIR &= ~0xc0; //P0优先作为UART0U0CSR |= 0x80; //串口设置为UART方式U0GCR |= 11;U0BAUD |= 216; //波特率设为115200U0CSR |= 0x40;UTX0IF = 0;}//串口输出字符void UartPutChar(unsigned char DataChar){U0DBUF = DataChar; //发送字符while(UTX0IF == 0); //等待发送完成UTX0IF = 0;}//串口发送字符串函数void UartPutString(char *Data,int len){int j;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF = *Data++;//发送字符串while(UTX0IF == 0);UTX0IF = 0;}}//按键检测函数uchar KeyScan(void){if(KEY1==0) //判断按键是否按下{Delayms(10); //延时很短一段时间if(KEY1==0) //再次判断按键情况{while(!KEY1); //松手检测return 1; //有按键按下}}return 0; //无按键按下}//主函数void main(){InitialCLK(); //初始化系统时钟UartInitial(); //串口初始化InitKeyINT(); //按键初始化P0SEL &= 0xbf; //DS18B20的io口初始化while(1){Keyvalue = KeyScan(); //读取按键动作if(Keyvalue==1){temp=ReadDs18B20(); //温度检测UartPutString(data,23); //串口输出字符串if(temp/10>0) //判断是否数据只有1位UartPutChar(temp/10+48); //十位UartPutChar(temp%10+48); //个位UartPutChar('\n'); //换行}Delay(100); //延时}}实验效果:按键一下,串口传出一次“DS18B20采集到的温度是:xx”显示在串口调试助手软件显示屏上(2)实验要求:去掉松手检测,观察效果程序代码:#include <stdio.h>#include"iocc2530.h"#include"ds18b20.h"#define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define KEY1 P0_1 //定义按键为P01口控制//变量uchar Keyvalue=0; //定义变量记录按键动作int Keytouchtimes=0;//定义变量记录按键次数//函数声明void Delay(uint);//延时函数声明void Initial(void);//初始化函数声明void InitKey(void); //初始化按键函数声明uchar KeyScan(void); //按键扫描函数声明//字符串【DS18B20采集到的温度是:XXXXXXX】chardata[23]={0x44,0x53,0x31,0x38,0x42,0x32,0x30,0xB2,0xC9,0xBC,0xAF,0xB5,0xBD,0xB5,0xC4, 0xCE,0xC2,0xB6,0xC8,0xCA,0xC7,0xA3,0xBA};unsigned char temp; //定义温度缓冲//延时void Delay(uint n){uint i;for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);for(i=0;i<n;i++);}//时钟初始化void InitialCLK() //系统初始化{CLKCONCMD = 0x80; //系统选择32M振荡器while(CLKCONSTA&0x40); //这里等待晶振稳定}//按键初始化函数void InitKey(){P0SEL &= ~0X2; //设置P04为普通IO口P0DIR &= ~0X2; //按键在P04 口,设置为输入模式P0INP &= ~0x2; //打开P04上拉电阻,不影响}//串口初始化设置void UartInitial(void){PERCFG = 0x00; //位置1 P0口P0SEL = 0x0c; //P0用作串口P2DIR &= ~0xc0; //P0优先作为UART0U0CSR |= 0x80; //串口设置为UART方式U0GCR |= 11;U0BAUD |= 216; //波特率设为115200U0CSR |= 0x40;UTX0IF = 0;}//串口输出字符void UartPutChar(unsigned char DataChar){U0DBUF = DataChar; //发送字符while(UTX0IF == 0); //等待发送完成UTX0IF = 0;}//串口发送字符串函数void UartPutString(char *Data,int len){int j;for(j=0;j<len;j++){U0DBUF = *Data++;//发送字符串while(UTX0IF == 0);UTX0IF = 0;}}//按键检测函数uchar KeyScan(void){if(KEY1 == 1) //高电平有效{Delay(100); //检测到按键if(KEY1 == 1){return(1);}}return(0);}//主函数void main(){InitialCLK(); //初始化系统时钟UartInitial(); //串口初始化InitKeyINT(); //按键初始化P0SEL &= 0xbf; //DS18B20的io口初始化while(1){Keyvalue = KeyScan(); //读取按键动作if(Keyvalue==1){temp=ReadDs18B20(); //温度检测UartPutString(data,23); //串口输出字符串if(temp/10>0) //判断是否数据只有1位UartPutChar(temp/10+48); //十位UartPutChar(temp%10+48); //个位UartPutChar('\n'); //换行}Delay(100); //延时}}实验效果:按键按下时,不断循环换行显示“DS18B20采集到的温度是:xx”,显示速度很快。
zigbee组网实验报告
《Zigbee组网实验报告》
近年来,随着物联网技术的迅猛发展,各种无线传感器网络的研究和应用也日
益受到关注。
其中,Zigbee作为一种低功耗、低成本的无线传感器网络技术,
被广泛应用于智能家居、工业自动化、农业监测等领域。
为了更好地了解Zigbee组网技术的性能和应用,我们进行了一系列的实验。
首先,我们搭建了一个小型的Zigbee传感器网络,包括一个协调器和若干个终端节点。
通过Zigbee协议栈的支持,我们成功实现了这些节点之间的通信和数据传输。
在实验过程中,我们发现Zigbee组网具有较高的稳定性和可靠性,即使在复杂的环境中也能够保持良好的通信质量。
其次,我们对Zigbee组网的能耗进行了测试。
结果显示,由于Zigbee采用了
低功耗的通信方式,因此整个传感器网络的能耗非常低,能够满足长期监测和
控制的需求。
这使得Zigbee成为了很多物联网应用的首选技术之一。
另外,我们还对Zigbee组网的网络拓扑结构进行了研究。
通过改变节点之间的布局和距离,我们发现Zigbee能够自动调整网络拓扑结构,保持良好的网络覆盖和通信质量。
这为实际应用中的网络规划和优化提供了重要的参考。
总的来说,我们的实验结果表明,Zigbee组网技术具有很好的性能和应用前景。
它不仅在能耗方面表现优异,而且在通信稳定性和网络拓扑结构方面也具有很
强的适应能力。
我们相信,在未来的物联网应用中,Zigbee将会发挥越来越重
要的作用。
希望我们的实验报告能够为相关研究和应用提供一定的参考和借鉴。
zigbee组网实验报告ZigBee组网实验报告引言:ZigBee是一种低功耗、低速率、低成本的无线通信技术,被广泛应用于物联网领域。
本实验旨在通过搭建ZigBee网络,探索其组网原理和应用。
一、实验背景随着物联网的快速发展,各种智能设备的出现使得人们的生活更加便捷和智能化。
而ZigBee作为一种独特的无线通信技术,具有低功耗、低成本和可靠性强的特点,成为物联网领域的重要组成部分。
二、实验目的1.了解ZigBee组网的基本原理和拓扑结构;2.搭建ZigBee网络,实现设备之间的通信;3.探索ZigBee在物联网领域的应用。
三、实验步骤1.准备工作在实验开始前,需要准备一些硬件设备,包括ZigBee模块、开发板、传感器等。
同时,还需要安装相应的软件开发环境。
2.搭建ZigBee网络首先,将ZigBee模块插入开发板,连接电源并进行初始化设置。
然后,通过软件开发环境,配置网络参数,包括网络ID、信道等。
接下来,将各个设备逐一加入网络,形成一个完整的ZigBee网络。
3.通信测试完成网络搭建后,进行通信测试。
通过发送指令或传感器数据,验证设备之间的通信是否正常。
同时,还可以进行数据传输速率测试,评估网络的性能。
四、实验结果与分析经过实验,成功搭建了一个ZigBee网络,并实现了设备之间的通信。
通过测试发现,ZigBee网络具有较低的功耗和较高的可靠性,适用于物联网领域的各种应用场景。
五、实验总结ZigBee作为一种重要的无线通信技术,具有广泛的应用前景。
通过本次实验,我们深入了解了ZigBee组网的原理和应用,并通过实际操作掌握了搭建ZigBee网络的方法。
这对我们进一步研究和应用物联网技术具有重要意义。
六、展望在未来,随着物联网的不断发展,ZigBee网络将在更多的领域得到应用。
例如智能家居、智能医疗、智能交通等,ZigBee技术将为这些领域带来更多的便利和创新。
结语:通过本次实验,我们对ZigBee组网技术有了更深入的了解,并体验了其在物联网领域的应用。
zigbee实训报告总结在过去的几周中,我们团队一起参加了一项关于ZigBee技术的实训项目。
通过这个实训,我们学到了许多关于ZigBee网络的知识和技能,也获得了实际操作和解决问题的经验。
本文将对我们的实训过程进行总结,并分享我们的收获和思考。
一、实训背景在本次实训中,我们的主要任务是设计和搭建一个基于ZigBee技术的无线传感器网络。
该网络由多个终端设备和一个协调器组成,通过无线信号在设备之间传输数据。
我们需要在给定的环境条件下,利用ZigBee协议进行网络布线和通信。
二、实训步骤1. ZigBee网络规划与拓扑结构设计在项目开始时,我们对实训环境进行了调研和布局规划。
根据实际需求,确定了ZigBee网络的拓扑结构,并规划了每个终端设备的位置。
我们考虑到信号覆盖范围和设备之间的距离,以确保网络的稳定性和可靠性。
2. ZigBee协议配置与网络配置在网络规划完成后,我们进行了ZigBee协议配置和网络配置。
通过配置协调器和终端设备的参数,我们确保它们能够相互通信并建立稳定的连接。
我们调整了数据传输速率和功率以适应不同的应用场景,并设置了安全功能以保护网络的数据传输过程。
3. ZigBee终端设备开发与编程为了实现具体的应用功能,我们需要为每个终端设备进行开发和编程。
我们使用ZigBee开发工具包进行开发,并编写了适应项目需求的程序代码。
通过编程,我们实现了终端设备之间的数据交互和传感器数据的采集与处理。
4. ZigBee网络测试与故障排除在整个实训过程中,我们对ZigBee网络进行了多次测试和调试。
我们使用专业的测试工具对网络的连通性、数据传输速率和稳定性进行了评估。
当遇到故障或问题时,我们采取了适当的排除措施,以确保网络运行正常。
三、实训收获与思考通过这次实训,我们取得了一系列显著的收获和成果。
首先,我们对ZigBee技术有了更深入的了解,包括网络拓扑结构、协议配置、设备开发和编程等方面。
其次,我们熟悉了实际操作过程,提高了团队合作和问题解决的能力。
实验七ZigBee无线通讯实验一、实验目的1、了解ZigBee无线通讯的特点及基本应用;2、能够使用ZigBee模块完成对BoeBot小车的控制以及将小车的信息发送给计算机。
二、实验器材1、Boe-Bot小车;2、PC机;3、USB接口ZigBee模块;4、Boe-Bot小车ZigBee模块;5、连接线。
三、实验内容1、安装ZigBee模块,并测试数据通讯;2、完成通过ZigBee模块对小车的行走控制;四、实验步骤1、熟悉ZigBee模块ZigBee是一种基于IEEE 802.15.4标准的、近距离、低传输速率、低复杂度、低功耗、低成本的无线网络技术。
其典型应用领域有工业控制、消费电子、家庭自动化、楼宇自动化、医疗护理等。
可以满足小型廉价设备之间无线通信的需要。
他的数据传输速率范围为10-250kbps;理想连接距离为10-75米之间;能耗非常小,峰值发射功率为1mW,小于Wi-Fi和蓝牙;理论上网络可以支持65536个节点。
ZigBee通讯套件由图7-1(a)所示的ZigBee通讯模块、(b)所示的ZigBee对BASIC Stamp接口板和(c)所示的ZigBee PC机USB接口板组成。
(a)(b)(C)图7‐1 ZigBee套件示意图其中,ZigBee小车接口板的引脚如表7-1所示。
表7-1 ZigBee小车接口板的引脚对照表Pin 功能 说明 Pin 功能 说明1 VIN 电源 4 Tx 发送引脚2 VSS 地 5 RTS 流量控制引脚3 Rx 接收引脚 6 SLP*2、安装ZigBee模块ZigBee模块与Boe-Bot小车BASIC Stamp板的连接如图7-2所示,接线步骤如下:图7‐2 ZigBee模块连接示意图(1) 将XBee模块插在连接板上;(2) 将连接板插在Boe-Bot小车的面包板上;(3) 用连线连接XBee接口板上的电源引脚(V IN)到BASIC Stamp的V in插口上,将地线(V ss)连接到BASIC Stamp的V ss插口上;(4) 将XBee接口板上的RX、TX、RTS引脚分别连接到P0至P15任何端口上。
zigbee实验报告Zigbee实验报告引言无线通信技术的快速发展已经改变了我们的生活方式和工作方式。
随着物联网的兴起,越来越多的设备需要无线通信来实现互联互通。
Zigbee作为一种低功耗、短距离通信的无线技术,被广泛应用于家庭自动化、智能城市和工业控制等领域。
本文将对Zigbee进行实验研究,探讨其在物联网应用中的优势和应用场景。
一、实验背景在开始实验之前,我们需要了解Zigbee的基本原理和特点。
Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的无线通信技术,它采用了低功耗、低数据速率和短距离传输的特点。
Zigbee网络由一个协调器和多个终端节点组成,协调器负责网络的管理和控制,终端节点负责数据的传输和接收。
二、实验目的本次实验的主要目的是通过搭建一个简单的Zigbee网络,了解其通信原理和网络拓扑结构。
同时,我们还将探索Zigbee在家庭自动化中的应用,比如智能照明、温度监测等。
三、实验步骤1. 实验器材准备:我们需要准备一台Zigbee协调器、多个Zigbee终端节点、一台电脑和相应的软件开发工具。
2. 网络搭建:首先,我们将协调器和终端节点连接到电脑上,并通过软件开发工具进行配置。
然后,我们按照一定的拓扑结构将终端节点连接到协调器上,形成一个Zigbee网络。
3. 通信测试:在网络搭建完成后,我们可以进行通信测试。
通过发送和接收数据包,我们可以验证网络的可靠性和稳定性。
同时,我们还可以通过改变节点之间的距离和障碍物的影响,来观察Zigbee网络的传输性能。
四、实验结果与分析在实验过程中,我们成功搭建了一个Zigbee网络,并进行了通信测试。
实验结果显示,Zigbee网络具有较高的可靠性和稳定性,即使在节点之间存在一定的障碍物,数据传输的成功率也很高。
此外,我们还观察到Zigbee网络的传输距离较短,适用于室内环境或者小范围的应用场景。
根据实验结果,我们可以得出以下结论:1. Zigbee网络适用于低功耗、短距离传输的应用场景,比如家庭自动化、智能城市等。
硕士罚究或实验報告课程名称:计算机控制综合实验题目:_______ z-Stack星状网实验__________ 题目类型:____________ 实验报告____________ 学院:计算机科学与工程学院专业名称:___________ 计算机技术___________ 姓名:____________________________________ 学号:____________________________________ 任课教师:_________________________________ 授课时间:2014年11月13日〜2015年1月8日提交时间:________ 2015年1月11日 __________Z-StaCk星状网实验一、基础知识1、基本原理星型网(StarnetWOrk)是指网络中的各节点设备通过一个网络集中设备(如集线HUB或者交换机SWitCh)连接在一起,各节点呈星状分布的网络连接方式。
这种拓扑结构主要应用于IEEE802.2、IEEE802. 3标准的以太网中。
星型网的基本特点:(1)容易实现,但安装、维护工作量,成本较大:它所采用的传输介质一般都是采用通用的双绞线或同轴电缆。
但是每个站点都要和中央网络集中设备直接连接,需要耗费大量的线缆,并且安装,维护的工作量也剧增。
(2)节点扩展、移动方便:节点扩展时只需要从集线器或交换机等集中设备中拉一条电缆即可,而要移动一个节点只需要把相应节点设备移到新节点即可。
故障诊断和隔离容易:一个节点出现故障不会影响其它节点的连接,可任意拆走故障节点。
(3)中央节点的负担较重,易形成瓶颈;各站点的分布处理能力较低:中央节点一旦发生故障,则整个网络都受到影响。
ZigBee主要采用了3种组网方式:星型网、树状网和网状网。
如下面图所示。
在星型网中,一个功能强大的全功能设备(FFD)位于网络的中心,作为网络协调者(COOrdinatOr),其它的全功能设备(FFD)或精简功能设备(RFD)分布在其覆盖范围内。
实验六、ZigBee星形网实验实验目的:1、学习和掌握ZigBee协议栈在IAR软件开发环境中网络拓扑结构的设置。
2、学习和掌握ZigBee协议栈在IAR软件开发环境中信道的设置。
3、学习和掌握ZigBee协议栈在IAR软件开发环境中网络地址(PAN ID)的设置。
4、学习和掌握ZigBee协议栈在IAR软件开发环境中网内地址的分配方式设置。
实验内容:ZigBee星形网实验实验简介:本实验的目标是组成一个ZigBee星型网络。
该网络由1个协调器、4个终端组成。
约定本实验箱中的ZigBee专用协调器作为该网络的协调器,其它4个终端节点分别由光照度传感器节点、位移传感器节点、天然气传感器节点、光电转换传感器节点承担,见表6-1。
该无线网络结构如图6-1所示:实验箱资源节点说明专用协调器模块协调器光照度传感器节点模块终端位移传感器节点模块终端天然气传感器节点模块终端光电装换传感器节点模块终端表6-1图6-1 实验箱中的ZigBee星形结构本实验需要设置实验箱中的5个ZigBee节点, 1个为协调器,4个为终端,协调器和终端的设置过程基本相同,只是在选择设备时有所不同,如果设置的是协调器设备,则选择的设备为协调器,如果设置的是终端设备,则选择的设备为终端。
本实验以协调器设置为例进行介绍,终端的设置由学生参照协调器的设置独立完成。
由于本实验的终端设备被分配给了4个传感器上插接的ZigBee通信模块,实验时不需拔下该ZigBee通信模块,该ZigBee通信模块的仿真口在通信模块下方传感器的右侧,而通信模块的串口在传感器的左部或右部(放置在箱内左侧的传感器的串口在左侧,反之在右侧)。
在设置ZigBee通信模块并下载程序时,即可由仿真器供电(电源来自电脑的USB口),也可由对应的传感器的供电,如果由仿真器供电,可不打开传感器的电源开关。
实验设备:(1)硬件设备PC机一台,CC-DEBUG仿真器一台,ZigBee通信模块,ZigBee协调器光照度传感器节点板,位移传感器节点板天然气传感器节点板,天然气传感器节点板(2)软件工具IAR Embedded Workbench Evaluation for 8051 8.10版;PL2303-USB转串口驱动程序;串口调试软件4.5。
Zigbee星形传感器网络实验系统设计与实现IEEE 802.15.4/ZigBee协议是由IEEE 802.15.4标准的PHY和MAC层再加上ZigBee的网络和应用支持层所组成的,其突出的特点是网络系统支持极低成本、易实现、可*的数据传输、短距离操作、极低功耗、各层次的安全性等。
该标准一出现就引起了业界的广泛重视,短短一年多的时间内便有上百家集成电路、运营商等宣布支持IEEE 802.15.4/ZigBee,并且很快在全球自发成立了若干联盟。
ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术,主要适合于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备中,同时支持地理定位功能。
相对于现有的各种无线通信技术,ZigBee技术将是最低功耗和成本的技术。
2ZigBee协议组成ZigBee协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。
(1) 物理层:遵循IEEE802.15.4协议,是协议的最底层,承担着与外界直接作用的任务,控制RF收发器工作,采用扩频通信,信号传输距离为室内50m,室外150m。
(2)MAC层:遵循IEEE802.15.4协议,负责设备间无线数据链路的建立、维护和结束,确认模式的数据传送和接收,可选时隙,实现低延迟传输,支持各种网络拓扑结构,网络中每个设备为16位地址寻址。
(3) 网络层:建立新的网络,处理节点的进入和离开网络,根据网络类型设置节点的协议堆栈,使网络协调器对节点分配地址,保证节点之间的同步,提供网络的路由,保证数据的完整性,使用可选的AES-128对通信加密。
(4) 应用层:应用支持层维持器件的功能属性,发现该器件工作空间中其他器件的工作,根据服务和需求使多个器件之间进行通信,根据具体应用由用户开发。
3无线传感器网络特点无线传感器网络有如下特点:(1) 低速率,传感器网络通常只需定期传输诸如温度、湿度之类的传感器数据,数据量小,采集数据频率低;(2) 近距离,两个传感器节点之间的距离通常在几十米到几百米之间;(3) 低功耗,传感器网络节点体积微小,通常携带能量有限的电池,而且分布区域广,环境复杂,有些区域甚至人员无法到达,通过更换电池的方式来补充能量是不现实的,因此要求节点具有极低的功耗;(4) 网络容量大,要求网络能够容纳上千甚至上万的节点;(5) 动态组网,传感器网络地处复杂的地理环境,环境干扰和能量的耗尽,容易造成节点故障,因此要求传感器网络具有自组织、自愈特性,即动态组网功能;(6) 低成本,传感器网络节点多,一旦布置到监测区域后,就不再回收,因此要求成本低廉。
简单ZigBee星型组网实验【实验目的】了解ZigBee星型网络通信原理及相关技术【实验内容】利用1个ZigBee协调器、多个传感控制节点组建一个简单的星型网络,并观察射频顶板上LED指示灯的变化,利用上位机软件,查看生成的网络拓扑。
ZigBee相关基础知识1、ZigBee信道IEEE802.15.4定义了两个物理层标准,分别是2.4GHz物理层和868/915MHz物理层。
两者均基于直接序列扩频(DirectSequenceSpread Spectrum,DSSS)技术。
ZigBee使用了3个频段,定义了27个物理信道,其中868MHz频段定义了一个信道;915MHz 频段附近定义了10个信道,信道间隔为2MHz;2.4GHz频段定义了16个信道,信道间隔为5MHz。
2、ZigBee的PANIDPANID其全称是Personal Area Network ID,网络的ID(即网络标识符),是针对一个或多个应用的网络,用于区分不同的ZigBee网络,所有节点的PANID唯一,一个网络只有一个PANID,它是由协调器生成的,PANID是可选配置项,用来控制ZigBee路由器和终端节点要加入那个网络。
PANID是一个32位标识,范围为0x0000~0xFFFF。
3、ZigBee物理地址ZigBee 设备有两种类型的地址:物理地址和网络地址。
物理地址是一个64 位IEEE 地址,即MAC 地址,通常也称为长地址。
64 位地址是全球唯一的地址,设备将在它的生命周期中一直拥有它。
它通常由制造商或者被安装时设置。
这些地址由IEEE 来维护和分配。
16位网络地址是当设备加入网络后分配的,通常也称为短地址。
它在网络中是唯一的,用来在网络中鉴别设备和发送数据,当然不同的网络16位短地址可能相同的。
ZigBee设备类型ZigBee设备类型有三种:协调器、路由器和终端节点。
ZigBee协调器(Coordinator)它是整个网络的核心,是ZigBee网络的第一个开始的设备,它选择一个信道和网络标识符(PANID),建立网络,并且对加入的节点进行管理和访问,对整个无线网络进行维护。
zigbee实训报告总结Zigbee是一种低功耗、低速率、近距离无线通信技术,广泛应用于物联网领域。
本篇文章将对我进行的Zigbee实训进行总结与回顾。
通过本次实训,我对Zigbee协议、网络拓扑结构和通信过程有了更加深入的了解。
一、实训背景本次实训是在xx大学xx实验室进行的,旨在提供对Zigbee技术的实践操作和应用。
实训内容主要包括Zigbee网络的搭建、节点的配置与连接、数据的传输与处理等。
通过实际操作,进一步了解Zigbee的特点和应用场景。
二、实训过程1. Zigbee网络搭建在实训开始之前,我们首先了解了Zigbee网络的组网方式和拓扑结构。
根据实验要求,我们选择了星型拓扑结构来搭建Zigbee网络。
通过安装和配置Zigbee网络协调器和终端设备,我们成功地建立了一个能够正常工作的Zigbee网络。
2. 节点配置与连接在Zigbee网络中,协调器是网络的中心,负责管理和控制整个网络。
我们通过配置协调器的参数和属性,使其具备网络管理的功能。
同时,我们还配置了一些终端设备,并将其与协调器进行连接。
通过配置节点的地址、频道和安全模式,节点能够与协调器进行通信和数据交换。
3. 数据的传输与处理在Zigbee网络中,节点之间的通信是通过数据包进行的。
我们学习了如何通过Zigbee协议进行数据包的封装和解封装,以及传输数据的方法。
通过编写程序,我们能够实现节点之间的数据传输和处理,包括数据的发送、接收和解析等。
三、实训成果通过本次实训,我取得了以下几方面的成果:1. 对Zigbee技术有了更深入的了解通过实际操作和上机实践,我对Zigbee的特点、工作原理和应用场景有了更加深入和全面的了解。
我了解了Zigbee网络的组网方式和拓扑结构,认识到Zigbee在物联网领域的重要性和潜力。
2. 熟悉了Zigbee网络的搭建与配置在实训过程中,我亲自搭建了一个Zigbee网络,了解了网络节点的配置和连接过程。
现代通信技术试验报告(一)ZigBee星状网络实验
学院:计算机学院
班级:24010107班
学号:2012040101330
姓名:赵堃
日期:2015.05.13
ZigBee星状网络实验
一、【实验目的】
1. 了解ZigBee 星状网络结构;
2. 掌握构建星状网络的方法。
二、【实验设备】
1. 装有IAR 开发工具的PC 机一台;
2. 下载器一个;
3. 物联网多网技术综合教学开发设计平台一套。
三、【实验要求】
1. 编程要求:使用协议栈提供的API 函数编写应用程序;
2. 实现功能:构建星状网络进行数据通信;
3. 实验现象:协调器通信指示灯(D9)闪烁,其他节点通信指示灯(D9)熄灭,说明其他节点向协调器发送数据,星状网络构建成功。
四、【实验原理】
通过设置网络中各个节点的网络拓扑参数为星型组网方式,使协调器建立一个ZigBee 网络,其他终端节点连接到网络时,直接以协调器节点作为父节点,构成星型网络拓扑结构。
并通过“ZigBee 调试助手”查看现象。
星状网络结构图示例如下:
图1-星状网络结构图
五、【程序流程图】
图2-ZigBee星状网络实验节点流程图
六、【实验步骤】
1.将调试器连接到实验箱的调试口;
2.打开协议栈工程文件;
3.打开工程目录下 NWK 中的 nwk_globals.h 文件,看到网络拓扑形状是由如图 3 所示的“NWK_MODE_STAR”(星型网)、“NWK_MODE_TREE”(树状网)、“NWK_MODE_MESH”(网状网)3 个宏定义作为网络参数确定的。
图3-协议栈中ZigBee网络模式参数宏定义
4.按照图 4 修改 ZigBee 节点组网的网络拓扑结构参数,将图示部分修改为“NWK_MODE_STAR”即规定了网络的拓扑结构为星型连接方式。
图4-修改网络拓扑为星型网
5. 使用实验箱上的旋钮选中协调器节点,然后编译协调器的代码,然后点击下载图标,如图 5 所示:
图5-下载协调器节点程序
6.下载完成后,点击图 6 所示的调试界面的“全速运行”,再点击“退出调试”。
图6-在线调试图标
7.使用实验箱上的旋钮选中气体传感器节点
8.打开工程目录“APP”文件夹下的“SAPP_Device.h”文件,修改图 7 所示的部分,使宏定义“HAS_GAS”有效,其他功能宏定义均被注释(无效),即向节点添加了气体检测功能。
图7-添加气体检测功能
9.按照图 8 所示,选择“终端节点”,然后点击下载图标,等待完成下载。
图8-下载气体传感器节点程序
10.下载完成后,点击图 9 所示的调试界面的“全速运行”,再点击“退出调试”。
图9-气体传感器程序在线调试图标
11.重复上述步骤,修改“SAPP_Device.h”文件,可以添加人体红外传感器节点,雨滴传感器节点到 ZigBee 网络中。
12.使用 USB Mini 延长线连接协调器节点的串口和 PC 的 USB 口。
13.打开ZigBee 调试助手”,然后按照图 10 所示选择设备连接使用的端口为端口com1。
图10-ZigBee调试助手端口选择
14.然后点击“打开”按钮,刷新稍等片刻,看到界面上出现了如图 11 所示的网络拓扑结构图。
图11-ZigBee网络拓扑结构图
七、【实验过程问题与总结】
问题:
1、在第一次下载协调器节点程序时,实验箱上的旋钮没有选中对应的协调器节点,导致程序下载失败;
2、添加其他节点时出现无法添加成功的情况,后修改了“f8wConfig.cfg”文件中的的“-DZAPP_CONFIG_PAN_ID=0xFFFF”,将其中的“0xFFFF”修改为其他值,以便区别于其他实验箱的ID;
总结:
经过这次验证性实验,了解了ZigBee星状网的基本工作原理,星状网络拓扑的基本结构,以及星状网的基本构造方法;能进行网络协调器节点的设置,以及添加相关的传感器节点进入ZigBee网络,并实现一定的监测功能。
八【实验源程序】。