學(xué)習(xí)zigbee的小瓶頸

現(xiàn)在學(xué)習(xí)時流的淚拷泽,都是當(dāng)初選專業(yè)時腦子進的水。相信很多人都會有這樣的感慨袖瞻,因為我們本以為很簡單的專業(yè)課司致,結(jié)果現(xiàn)在被折騰的腦瓜疼,完全處于懵逼狀態(tài)聋迎。但是脂矫,既然是自己選擇的路,自己哭著也要走下去霉晕。

隨著科技的不斷進步庭再,我們從一開始的互聯(lián)網(wǎng),到后來的互聯(lián)網(wǎng)+牺堰,再到現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)拄轻。都在見證著我們國家科技的不發(fā)展,5G時代即將來臨伟葫,作為新時代大學(xué)生我們恨搓,更應(yīng)該努力學(xué)習(xí)好自己的專業(yè)知識,為國家的科技發(fā)展出一份力筏养。

當(dāng)初的我滿懷理想的報了物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)斧抱,結(jié)果看到英文字母都頭大的我每天要面對各種各樣的代碼,但卻無可奈何撼玄,讓我感到學(xué)習(xí)比較困難的就是zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)夺姑,但這個技術(shù)確實物聯(lián)網(wǎng)中必不可少的一部分。

物聯(lián)網(wǎng)可分為感知層(傳感器等)掌猛,網(wǎng)絡(luò)層(通信網(wǎng)盏浙,互聯(lián)網(wǎng)等),應(yīng)用層荔茬。zigbee可以作為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的一環(huán)废膘,是一種近距離無線組網(wǎng)技術(shù),基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)慕蔚;將現(xiàn)有的zigbee模塊應(yīng)用于傳感器丐黄,可以實現(xiàn)傳感器件間的協(xié)調(diào)通信,這樣大約可看做傳感器網(wǎng)絡(luò)孔飒。接著灌闺,要實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中的由傳感器網(wǎng)絡(luò)連接到通信和計算機網(wǎng)絡(luò)艰争,必須通過網(wǎng)關(guān),進行協(xié)議間的轉(zhuǎn)換桂对。所以把“zigbee和物聯(lián)網(wǎng)連接起來”這種說法并不準(zhǔn)確甩卓,zigbee只是開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)可以用到的一個組網(wǎng)技術(shù)。

ZigBee技術(shù)是一種近距離蕉斜、低復(fù)雜度逾柿、低功耗、低速率宅此、低成本的雙向無線通訊技術(shù)机错。

主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)父腕、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用弱匪。

蜜蜂在發(fā)現(xiàn)花叢后會通過一種特殊的肢體語言來告知同伴新發(fā)現(xiàn)的食物源位置等信息,這種肢體語言就是ZigZag行舞蹈侣诵,是蜜蜂之間一種簡單傳達信息的方式痢法。借此意義Zigbee作為新一代無線通訊技術(shù)的命名。在此之前ZigBee也被稱為“HomeRF Lite”杜顺、“RF- EasyLink”或“fireFly”無線電技術(shù)财搁,統(tǒng)稱為ZigBee。

簡單的說躬络,ZigBee是一種高可靠的無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)尖奔,類似于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)。ZigBee數(shù)傳模塊類似于移動網(wǎng)絡(luò)基站穷当。通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的75m到幾百米提茁、幾公里,并且支持無限擴展馁菜。

ZigBee是一個由可多到65535個無線數(shù)傳模塊組成的一個無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)平臺茴扁,在整個網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi),每一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)數(shù)傳模塊之間可以相互通信汪疮,每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的距離可以從標(biāo)準(zhǔn)的75m無限擴展峭火。

與移動通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)不同的是,ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場自動化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立智嚷,因而卖丸,它必須具有簡單,使用方便盏道,工作可靠稍浆,價格低的特點。而移動通信網(wǎng)主要是為語音通信而建立,每個基站價值一般都在百萬元人民幣以上衅枫,而每個ZigBee“基站”卻不到1000元人民幣嫁艇。

每個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不僅本身可以作為監(jiān)控對象,例如其所連接的傳感器直接進行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控为鳄,還可以自動中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點傳過來的數(shù)據(jù)資料裳仆。除此之外,每一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(FFD)還可在自己信號覆蓋的范圍內(nèi)孤钦,和多個不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(RFD)無線連接。

在學(xué)習(xí)zigbee過程中纯丸,難免遇到很多問題偏形,下面我以這次期末考試的三道題為例,逐一分析遇到的問題及其解決方案觉鼻。問題不解決永遠都是問題俊扭,解決的就變成了自己的一種積累和經(jīng)驗。只有學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題解決問題坠陈,知識才是自己的萨惑。

一、 按鍵k2控制led1和led2同時閃爍

看到這個題目仇矾,首先想到的是如何來寫這個程序庸蔼。頭文件是必不可少的,其次就是定義開關(guān)跟led燈贮匕。這些復(fù)雜的寫完后就是主程序了姐仅。

下面從不同的層面分析一下這個問題:

【1】實驗?zāi)康模赫莆杖绾瓮瓿捎糜冒存I控制流水燈的流動方向、流速刻盐、閃爍方式等程序的編譯和燒寫掏膏。

【2】程序設(shè)計內(nèi)容 :

(1)開關(guān)狀態(tài)的檢測過程

單片機對開關(guān)狀態(tài)的檢測相對于單片機來說,是從單片機的P2.0端口輸入信號敦锌,而輸入的信號只有高電平和低電平兩種馒疹,當(dāng)撥開開關(guān)K1按下去,即輸入低電平乙墙,相當(dāng)開關(guān)閉合颖变,當(dāng)松開開關(guān)K2,即輸入高電平伶丐,相當(dāng)開關(guān)打開悼做。

(2)輸出控制

當(dāng)P0.1和P0.2端口輸出低電平,即P0.1和P0.2=0時哗魂,根據(jù)發(fā)光二極管的單向?qū)щ娦钥芍刈撸@時發(fā)光二極管Led1和led2熄滅;當(dāng)P0.1和P0.2端口輸出高電平录别,即P0.1和P0.2=1時朽色,發(fā)光二極管Led1和led2亮邻吞。所以通過對P0.1和P0.2端口的設(shè)置就可以控制燈的亮滅。

(3)延時程序的設(shè)置

作為單片機的指令的執(zhí)行的時間是很短葫男,數(shù)量大微秒級抱冷,因此,我們要求的閃爍時間間隔要長一些梢褐,否則人眼根本無法識別到燈的閃爍效果旺遮。于是我們在執(zhí)行某一指令時,插入延時程序盈咳,來達到我們的增加亮燈時長的效果耿眉。

【3】實驗現(xiàn)象:

當(dāng)按下K2鍵,流水燈led1和led2同時亮滅鱼响。

【3】實驗總結(jié):

但是驗證實驗的過程并不是一帆風(fēng)順的鸣剪,總會出現(xiàn)各種各樣的小問題。程序是對的但是就是現(xiàn)象不出來丈积,因為有了多次實驗的經(jīng)驗和教訓(xùn)筐骇,所以這次實驗并沒有遇到多少障礙。最主要的困難應(yīng)該就是實驗代碼的編寫江滨。上一次的實驗是要求完成L ED的循環(huán)亮滅铛纬,所以在此基礎(chǔ)之上,我們對實驗代碼進行了稍加修改,主要就是加入了Input ports輸入端口牙寞,以便完成控制按鍵的輸入饺鹃,其余的部分則和第二個實驗代碼相差無幾。一開始調(diào)試的時候间雀,按下第一個按鍵結(jié)果第三個燈亮了悔详,按下第二個按鍵結(jié)果第一-個燈亮了 ,并沒有達到實驗所要求的目的惹挟,所以我們開始排查問題茄螃。后來發(fā)現(xiàn)是在分配管腳的時候,管腳號分配有誤连锯,才導(dǎo)致了這個問題的出現(xiàn)归苍。在查找實驗箱上每個按鍵對應(yīng)的管腳號并重新分配后,出現(xiàn)了正確的實驗現(xiàn)象运怖,因此實驗成功了拼弃。

二、人體紅外傳感器

利用熱釋電紅外探頭并對探頭接收到的微弱信號加以放大摇展,然后驅(qū)動繼電器吻氧,可以制成熱釋電人體感應(yīng)開關(guān)。人體發(fā)射的紅外線經(jīng)過菲涅爾濾光片增強后聚集到采用熱釋電元件制成的紅外感應(yīng)源上,感應(yīng)頭在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時失去電荷平衡盯孙,向外釋放電荷鲁森,后續(xù)電路經(jīng)集成電路IC檢驗處理后即可產(chǎn)生報警信號。并且加了感光元件來控制電路工作的環(huán)境振惰,在光照強度很弱的的環(huán)境下歌溉,在距離感應(yīng)開關(guān)4-5m的地方,有人體經(jīng)過時感應(yīng)源接收到人體發(fā)射的紅外線信號骑晶,電路接通并點亮照明用具痛垛,人體再次有動作后發(fā)射紅外線,則再次點亮透罢。結(jié)果表明榜晦,在光照條件滿足時,這種開關(guān)可以便捷的停啟羽圃,美中不足的是,感應(yīng)頭一經(jīng)遮擋就無法正常工作抖剿。人體感應(yīng)開關(guān)的應(yīng)用朽寞,對便捷環(huán)保的生活有著諸多意義,可以應(yīng)用到很多公共或者家居生活中斩郎,是一項有意義的研究脑融。

一、實驗?zāi)康?br>

1缩宜、學(xué)習(xí)人體紅外線感應(yīng)開關(guān)的設(shè)計方法肘迎;

2、掌握人體紅外線感應(yīng)開關(guān)的主要性能參數(shù)及其測試方法锻煌。

3妓布、通過實驗過程培養(yǎng)綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的工作能力;

二宋梧、實驗器材

人體紅外傳感器模塊 電腦 cc2530實驗板

三匣沼、實驗原理

利用熱釋電紅外探頭并對探頭接收到的微弱信號加以放大,然后驅(qū)動繼電器捂龄,可以制成熱釋電人體感應(yīng)開關(guān)释涛。人體都有恒定的體溫,一般在37度倦沧,所以會發(fā)出特定波長10μm左右的紅外線唇撬,被動式紅外探頭就是靠探測人體發(fā)射的10μm左右的紅外線而進行工作的。人體發(fā)射的10μm 左右的紅外線通過菲涅爾濾光片增強后聚集到紅外感應(yīng)源上展融。感應(yīng)頭在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時失去電荷平衡窖认,向外釋放電荷,后續(xù)電路經(jīng)集成電路IC檢驗處理后即可產(chǎn)生報警信號。并且加了感光元件來控制電路工作的環(huán)境耀态,在光照強度很弱的的環(huán)境下轮傍,在距離感應(yīng)開關(guān)4-5m的地方,有人體經(jīng)過時感應(yīng)源接收到人體發(fā)射的紅外線信號首装,電路接通并點亮照明用具创夜,持續(xù)30s左右熄滅,人體再次有動作后發(fā)射紅外線仙逻,則再次點亮驰吓。

全自動人體紅外線感應(yīng)開關(guān)適用范圍本產(chǎn)品適用于走廊、樓道系奉、倉庫檬贰、車庫、地下室缺亮、洗手間等場所的自動照明翁涤、抽風(fēng)等用途。真正體現(xiàn)樓宇智能化及物業(yè)管理的現(xiàn)代化萌踱。

四葵礼、功能特點

基于紅外線技術(shù)的自動控制產(chǎn)品,當(dāng)有人進入開關(guān)感應(yīng)范圍時并鸵,專用傳感器探測到人體紅外光譜的變化鸳粉,開關(guān)自動接通負(fù)載。人不離開且在活動园担,開關(guān)持續(xù)導(dǎo)通届谈;人離開后,開關(guān)延時自動關(guān)閉負(fù)載弯汰,人到燈亮艰山,人離燈熄,親切方便蝙泼,安全節(jié)能程剥。

五、經(jīng)驗總結(jié)與教訓(xùn)

實驗前應(yīng)參考元器件允許通過的最大電壓汤踏、電流织鲸,避免發(fā)生損毀;經(jīng)過這次實驗發(fā)現(xiàn)自己的動手能力不足,有待提升; 實驗過程中暴露出自己因為各種考慮不周導(dǎo)致浪費大量時間的問題溪胶,將在今后的生活學(xué)習(xí)過程中改正搂擦。

三、溫度傳感器

我們在之前的實驗中一直學(xué)習(xí)的是溫濕度傳感器哗脖,但這次老師告訴我們只要用溫度傳感器就可以了瀑踢。哎呀扳还,瞬間有點懵逼的感覺,第一反應(yīng)是直接把溫濕度里面的濕度給刪除不讓他顯示不就好了橱夭。然而氨距,這樣的做法毫無疑問是錯誤的。溫度傳感器跟溫濕度傳感器是完全不同的兩個模塊不能夠搞混的棘劣,但實驗方法卻有相同可取之處俏让。

本數(shù)字溫度計設(shè)計采用美國DALLAS半導(dǎo)體公司繼DS1820之后推出的一種改進型智能溫度傳感器DS18B20作為檢測元件,測溫范圍為-55~125℃茬暇,最高分辨率可達0.0625℃首昔。

DS18B20可以直接讀出被測溫度值,而且采用三線制與單片機相連糙俗,減少了外部的硬件電路勒奇,具有低成本和易使用的熱點。

系統(tǒng)功能要求:設(shè)計出的DS18B20數(shù)字溫度計測溫范圍在-55~125℃巧骚,誤差在±0.5℃以內(nèi)赊颠,采用LED數(shù)碼管直接讀顯示。

DS18B20的性能特點:

1劈彪、適應(yīng)電壓范圍更寬巨税,電壓范圍:3.0~5.5V,在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電粉臊。

2、獨特的單線接口方式驶兜,DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊扼仲。

3、 DS18B20支持多點組網(wǎng)功能抄淑,多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上屠凶,實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫。

4肆资、DS18B20在使用中不需要任何外圍元件矗愧,全部 傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。

5郑原、溫范圍-55℃~+125℃唉韭,在-10~+85℃時精度為±0.5℃。

6犯犁、可編程 的分辨率為9~12位属愤,對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃酸役、0.125℃和0.0625℃住诸,可實現(xiàn)高精度測溫驾胆。

7、在9位分辨率時最多在 93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字贱呐,12位分辨率時最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字丧诺,速度更快。

8奄薇、測量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號驳阎,以"一線總線"串行傳送給CPU,同時可傳送CRC校驗碼惕艳,具有極強的抗干擾糾錯能力搞隐。

9、負(fù)壓特性:電源極性接反時远搪,芯片不會因發(fā)熱而燒毀劣纲, 但不能正常工作。DS18B20與單片機的接口電路,DS18B20可以采用電源供電方式谁鳍,此時DS18B20的第1? 腳接地癞季,第2腳作為信號線,第3腳接電源倘潜。

實驗總結(jié):在這次實驗的過程中出現(xiàn)了很多次的錯誤绷柒,例如數(shù)字不顯示,顯示的時候亂碼涮因,或者接線等各種問題废睦。在我自己一點點修補分析的過程中解決了這些問題,并從從中吸取教訓(xùn)养泡。

通過上述三次實驗嗜湃,讓我學(xué)會了很多的東西,實踐出真知這句話一點都沒錯澜掩。有時候你看起來會的東西如果不去動手實踐一下购披,就不一定會成功。實驗中的沒一次失敗所吸取的教訓(xùn)肩榕,都會成為你走向夢想道路上的臺階刚陡。我們只有成為了打不死的小強,才能在電子科技的道路上越走越遠株汉。

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