案例介绍

本次课将介绍第五单元基于BasicRF的通信应用当中的第四个任务，传感器节点组网开发。通过对仓储环境监测系统进行分解得到四个子任务，本任务将要完成第三个子任务A、B两个节点实时采集传感器的数据。

仓储环境监测系统子任务如下：

（1） 采用温湿度传感器模块和通信模块组成数字量采集节点A

（2） 火焰传感器模块和通信模块组成开关量采集节点B

（3） A、B两个节点实时采集传感器的数据

（4） 每隔2s将采集的传感器数据通过无线网络传给汇聚节点模块

案例分析

通过对案例的任务进行分析，得到需要实现的具体关键点如图 5-66所示：     

汇聚节点通过BasicRF点对点无线通信协议正确地接收温湿度和火焰传感节点采集的数据，接收到数据后，LED2亮100毫秒。

知识储备

传感器节点与汇聚节点间要进行通信，通信协议格式需要进行确定，如表 5-12所示。通信协议格式包括起始位、命令类型、数据长度、传感器个数、传感器类型、数据域和校验位几个部分。需要注意的是，如果有多个传感器，则每个传感器分别对应一个传感器类型和一个数据域。

表5-12传感器节点上传采集信息通信协议格式

图 5-67是各个协议字段的解释：START字段表示起始位，一般取值0xCC。CMD字段表示命令类型，1表示获得采集数据。LEN字段表示数据总长度，即从START字节开始到CHK字节前的长度。Count字段表示传感器个数，依据传感器种类决定。如采集温湿度传感器时，个数为2。TYPE字段表示传感器类型，1代表温度传感器；2代表湿度传感器；3代表火焰传感器。DATA0-DATAN表示的是数据域。CHK表示校验位，即从START字节开始到CHK字节之前的累加和，该累加和与0xFF按位与运算（保留低8位），得到的结果就是CHK的值。

任务实施

任务的实施过程主要有编写程序、建立配置模块设备、模块连接和下载程序三个步骤。

一、编写程序

在编写程序过程中，首先在工程源码文件夹下新建collect.c文件，在IAR中将collect.c添加到workspace下的app组中，打开 collect.c，并在文件中进行汇聚节点的代码的编写。汇聚节点的程序构成如图 5-68所示。

（一）增加头文件

在collect.c文件中，添加程序需要用到的头文件，如图 5-69所示；

（二）定义宏和变量

接下来编写好点对点通讯地址、无线参数结构、无线数据缓存数组和闪烁LED灯这几个部分的宏定义。

（三）子功能函数

代码的主体部分主要包括ConfigRf_Init、GetHexStr和TIM1_PwmInit几个子功能函数，如图 5-70所示。其中GetHexStr函数的功能为生成数组的16进制形式的字符串格式,成员间以空格隔开，第一个参数input表示指向输入缓冲区，第二个参数len表示输入数据字节长度，第三个参数output表示指向输出缓冲区，如图 5-71所示。TIM1_PwmInit()函数用于控制输出的 PWM 波，函数原型定义在 hal_pwm.c 中，具体的源码内容如图 5-72所示。

图5-71子功能函数—GetHexStr()函数

图5-72TIM1_PwmInit()函数源码

（四）主函数main()

main主函数包括LED灯、串口、中断初始化，呼吸灯、指示CC2530启动，检查是否收到新的数据包，LED点亮100ms，串口打印接收信息几个部分的功能代码，如图 5-73所示。

main函数运行应用程序前，需要先初始化各个功能模块，halBoardInit()初始化了 LED 灯、串口、开启总中断，ConfigRf_Init()初始化了无线收发器的初始参数。初始化完成后需要执行无限循环任务，在这里面编写一个呼吸灯程序，I/O 口 P1_0 输出 PWM 波控制 LED 灯亮灭，PWM 占空比周期性渐变，从而实现 LED 的渐变，达到呼吸灯的效果。

 basicRfReceive ()用来接收无线数据， uart_printf()用来往串口打印调试信息， uart_printf()的用法和 printf()一样。

图 5-74为basicRfPacketIsReady()函数，用于检查是否收到新的数据包，若有新数据，才进行后续收据接收处理。第34行，调用 basicRfReceive 函数接收数据。第 35-38，调试代码，将接收到的原始数据显示在串口调试助手上。

二、建立配置模块设备

代码编写完成后，第二个步骤是建立配置模块设备并进行配置。

（一）项目配置

首先是进行项目配置。如图 5-75所示，首先打开项目配置窗口，选择“Project菜单下的Edit Configurations”选项，弹出项目的配置对话框，系统会检测出项目中存在的模块设备。

（二）传感器数据汇集模块配置

（1）单击“New”按钮，在弹出的对话框中输入模块名称为：“collect”，基于Debug模块进行配置；

（2）单击“OK”按钮完成模块设备的建立。如图图 5-76所示。

（三） 模设置块设备条件编译参数设置

接下来对设备进行条件编译参数设置，操作步骤如下：如图 5-77所示，在项目工作组中选择“collect”模块，单击右键选择“Options”，在弹出的对话框中选 择 “ C/C++ Compile ” 类别 ， 在右边的窗口选择 “ Preprocessor ” 选项的 “Definedsymbols:”中输入 “CC2530_DEBUG”，操作完后点击 OK 保存。

三、模块连接和下载程序

模块配置完成后，最后是模块的连接与程序的下载。

（一）温湿度传感器模块程序下载：

将插有温湿度传感器模块的 ZigBee 模块固定在 NEWLab 平台，在 Workspace 栏下选择 “temprh_sensor”模块，重新编译程序无误后，给 NEWLab 平台上电，下载程序到 ZigBee 模块中。

（二） 火焰传感器模块程序下载：

将插有温湿度传感器模块的 ZigBee 模块固定在 NEWLab 平台，在 Workspace 栏下选择 “fire_sensor”模块，重新编译程序无误后，给 NEWLab 平台上电，下载程序到 ZigBee 模 块中。

（三）汇聚节点程序下载：

选用黑色的ZigBee版模块，并为其接通5V直流电源适配器，作为汇聚节点，在Workspace 栏下选择“collect”模块，重新编译程序无误后，下载程序到汇聚节点中，如图 5-78所示。

程序下载完后，将设备按图所示放在 NEWLab 平台上，程序运行效果为当发送和接收到数据有相应的 LED 闪烁，指示有数据发送和接收，如图 5-79所示。