Zigbee教学大纲和考试大纲

1、练习题答案教学大纲课程名称：Zigbee开发技术及实践课程英文名称：Development of Zigbee System课程类别：专业课课程总学时：64 总学分：4含实验或实践学时：24 推荐使用教材：Zigbee系统开发出版社：课改课程 出版时间及版次：2013年课程教学目标与基本要求：Zigbee开发技术及实践课程是物联网工程、通信工程和电子信息工程的专业课程，是物联网工程的基础课程。本课程主要讲授Zigbee协议的ZSTACK协议栈和基于CC2530的Zigbee芯片。通过本课程的学习，使学生深入了解Zigbee的基本概念，熟悉掌握Zigbee技术原理、Zigbee节点硬件设计、CC

2、2530基础开发、CC2530无线射频、ZSTACK协议栈分析和ZSTACK协议栈应用开发。通过实践篇的学习，使学生深入掌握CC2530的基础开发，以及ZSTACK协议栈的运行机制。考试形式：闭卷笔试（课程总成绩期末考试成绩×80%平时成绩×20%）课程内容与学时分配：授课内容（细化到章、节、目）教学目标重点和难点授课模式（指传统讲授、讨论、多媒体教学等）学时分配第1章 Zigbee技术开发概述1.1 Zigbee技术概述1.1.1 由来和发展1.1.2 无线传感器网络与Zigbee的关系1.1.3 zigbee技术特点1.1.4 Zigbee芯片1.1.5 常见Zigbe

3、e协议栈1.2 Zigbee软件开发平台1.2.1 IAR软件开发平台1.2.2 Zigbee Sniffer1.2.4 辅助软件1.3 Zigbee硬件开发平台掌握Zigbee技术概念理解Zigbee技术特点了解常用Zigbee芯片的特点了解几种常见的Zigbee协议栈掌握Zigbee软硬件开发平台的建立和安装理解Zigbee与无线传感器网络的关系重点：Zigbee技术概念几种常见的Zigbee芯片及协议栈掌握Zigbee软硬件开发平台的建立和安装难点：Zigbee软硬件开发平台的建立和安装传统讲授和多媒体教学必讲2第2章 Zigbee技术原理2.1 概述2.2 Zigbee网络结构2.2.

4、1 Zigbee网络体系2.2.2 拓扑结构2.2.3 协议架构2.3 IEEE802.15.4通信层2.3.1 物理层2.3.2 MAC层2.3.3MAC帧结构2.4 Zigbee网络层2.4.1 功能概述2.4.2 服务规范2.4.3 帧结构2.5 Zigbee应用层2.5.1 几个概念2.5.2 应用支持子层2.5.3 应用框架2.5.4 Zigbee设备对象理解Zigbee网络结构掌握IEEE802.15.4通信层掌握MAC层和网络层帧结构掌握Zigbee网络层服务规范掌握Zigbee应用层规范重点：理解Zigbee网络结构掌握IEEE802.15.4通信层掌握MAC层和网络层帧结构掌

5、握Zigbee网络层服务规范掌握Zigbee应用层规范难点：Zigbee网络层服务规范Zigbee应用层规范传统讲授、多媒体教学和实践演练必讲 12第3章 Zigbee节点硬件设计技术3.1 概述3.2 设计规则及注意事项3.3.1 原理图设计3.3.2 PCB设计3.3 硬件总体设计3.4.1 CC2530核心板设计3.4.2 协调器节点设计3.4.3 路由器节点设计3.5 低功耗设计理解硬件设计规则及注意事项掌握CC2530核心板、路由器底板和协调器底板的设计了解低功耗设计重点：硬件设计规则及注意事项CC2530核心板、路由器底板和协调器底板的设计难点：CC2530核心板、路由器底板和协调

6、器底板的设计传统讲授、多媒体教学和实践演练必讲8第4章 CC2530基础开发4.1 概述4.2 CC2530结构框架4.2.1 CC2530CPU4.2.2 CC2530存储器及映射4.3 CC2530编程4.3.1 寄存器和汇编指令4.3.2 编程基础4.3.3 中断的使用4.4 I/O4.4.1 通用I/O4.4.2 通用I/O中断4.4.3 外设I/O4.5 振荡器和时钟4.5.1 振荡器4.5.2 系统时钟及寄存器4.6 电源管理及复位4.6.1 供电模式4.6.2 电源管理寄存器4.6.3 复位4.7 串口4.7.1 串口模式4.7.2 串口中断4.8 DMA4.8.1 DMA概述4

7、.8.2 DMA操作与配置4.8.3 DMA中断4.9 ADC4.9.1 ADC概述4.9.2 ADC输入4.9.3 ADC转换4.10 定时器4.10.1 定时器概述4.10.2 定时器14.10.3 定时器2和睡眠定时器4.10.4 定时器3和定时器4掌握I/O的使用理解存储器以及映射的关系掌握ADC的使用方法掌握串口和DMA的使用方法掌握定时器的使用重点：I/O的使用存储器以及映射的关系ADC的使用方法串口和DMA的使用方法定时器的使用难点：ADC的使用方法串口和DMA的使用方法定时器的使用传统讲授、多媒体教学和实践演练必讲3第5章 CC2530无线射频5.1 概述5.2 RF内核5.2

8、.1 中断5.2.2 中断寄存器5.3 FIFO访问5.3.1 RXFIFO访问5.3.2 TXFIFO访问5.4 发送模式5.4.1 TX控制5.4.2 帧处理5.5 接收模式5.5.1 RX控制5.5.2 帧处理5.6 CSMA/CA选通处理器5.7 IEEE802.15.45.7.1 IEEE802.15.4调制规范5.7.2 IEEE802.15.4数据格式5.7.3 IEEE802.15.4射频程序设计5.7.4 发送过程5.7.5 接收过程5.7.6 实验结果及现象掌握RF内核结构掌握FIFO访问掌握CC2530无线发送模式掌握CC2530无线接收模式掌握IEEE802.15.4程

9、序设计方法重点：CC2530无线发送模式CC2530无线接收模式IEEE802.15.4程序设计方法难点：CC2530无线发送模式CC2530无线接收模式IEEE802.15.4程序设计方法传统讲授、多媒体教学和实践演练必讲6第6章 Zstack协议栈6.1 概述6.2 ZSTACK软件架构6.2.1 Zigbee协议栈结构6.2.2 Zigbee协议栈6.2.3 Zigbee协议栈与Zsack对比6.3 HAL层分析6.3.1 Common文件夹6.3.2 Include文件夹6.3.3 Target文件夹6.4 NWK层分析6.4.1 节点地址类型的选择6.4.2 协议栈模板6.4.3 网

10、络参数的配置6.5 Tool配置和分析6.6 Profile层分析6.6.1 端点的管理6.6.2 数据的发送和接收6.7 ZDO层分析6.7.1 ZDO网络设备启动6.7.2 终端设备绑定、绑定和取消绑定6.8 API函数6.8.1 信息管理API6.8.2 任务同步API6.8.3 定时器管理API6.8.4 中断管理API6.8.5 任务管理API6.8.6 内存管理API6.8.7 电源管理API6.8.8 非易失性存储器API6.9 APP层分析6.9.1 OSAL_SampleApp.c6.9.2 SampleApp.c文件6.9.3 SampleApp.h文件6.10 操作系统的

11、运行6.10.1 概述6.10.2 OSAL术语6.10.3 Zstack数据传输6.10.4 OSAL剖析6.10.5 按键事件剖析理解Zstack软件架构掌握操作系统的运行机制掌握Zstack各层作用重点：操作系统的运行机制Zstack各层作用难点：操作系统的运行机制Zstack各层作用传统讲授、多媒体教学和实践演练必讲9第7章 Zstack应用开发7.1 工程模板的创建7.1.1 工程的建立7.1.2 修改App目录7.1.3 编译选项的选择7.2 任务的建立7.2.1 函数的声明7.2.2 任务的添加7.2.3 任务初始化及事件处理7.3 移植7.3.1 LED移植7.3.2 按键移植

12、7.3.3 LCD移植掌握工程模板的建立掌握任务的建立掌握LED、按键和LCD的移植重点：工程模板的建立任务的建立LED、按键和LCD的移植难点：工程模板的建立任务的建立LED、按键和LCD的移植传统讲授、多媒体教学和实践演练必讲5第8章 Zstack应用开发8.1 应用设计8.1.1 设计概述8.1.2 Zigbee程序开发8.2 体系结构设计8.2.1 应用环境分析8.2.2 整体设计8.2.3 应用协议制定8.3 路由器程序编写8.3.1 响应按键命令8.3.2 响应协调器命令8.4 协调器程序编写8.4.1 直接接收数据8.4.2 串口触发8.5 实验现象了解Zigbee程序的开发过程

13、掌握Zigbee程序体系结构设计掌握协调器和路由器程序的编写重点：Zigbee程序体系结构设计协调器和路由器程序的编写难点：Zigbee程序体系结构设计协调器和路由器程序的编写学习参考书（注明编者，出版社，出版时间及版次）：1、李文仲，Zigbee2006无线网络与无线定位实战，北京航空航天大学出版社，2008年1月第1版2、王小强，Zigbee无线传感器网络设计与实现，化学工业出版社，2012年6月第1版3、郭渊博，Zigbee技术与应用，国防工业出版社，2010年6月第1版- 9 -考试大纲考试大纲Zigbee开发技术及实践课程是通信工程和电子信息工程的专业课程，是物联网关键技术课程。本课

14、程主要讲授Zigbee协议的ZSTACK协议栈和基于CC2530的Zigbee芯片。通过本课程的学习，使学生深入了解Zigbee的基本概念，熟悉掌握Zigbee技术原理、Zigbee节点硬件设计、CC2530基础开发、CC2530无线射频、ZSTACK协议栈分析和ZSTACK协议栈应用开发。通过实践篇的学习，使学生深入掌握CC2530的基础开发，以及ZSTACK协议栈的运行机制本考试大纲针对“物联网专业方向”【Zigbee开发技术及实践】课程的期末考试设置。一考试要求及结构前置知识1. C语言程序设计2. 单片机基础基本要求1. 理解Zigbee技术概念及特点2. 理解Zigbee与无线传感器

15、网络的关系3. 理解Zigbee网络结构4. 掌握Zigbee网络层服务规范，掌握Zigbee应用层规范5. 掌握CC2530结构框架6. 掌握CC2530基础开发7. 掌握CC2530无线发送模式和CC2530无线接收模式8. 掌握基于IEEE802.15.4标准的无线通信9. 理解Zstack软件架构10. 掌握操作系统的运行11. 掌握网络的配置和建立12. 掌握如何添加自己的任务考察范围【Zigbee开发技术及实践】课程教学大纲中的必讲内容考试形式在线考试考试时间150分钟（中间不休息）试卷结构由【理论题】和【上机题】两个部分组成，满分100分。【理论题】包括：选择（20分）、填空（2

16、0分）、简答（30分）【上机题】30分）上机题要求1. 能够根据要求完成项目编程2. 开发工具使用IAR3. 配套设备使用物联网综合实验箱中的Zigbee协调器和Zigbee路由器开发板二考试内容1. Zigbee技术开发概述ü Zigbee技术的特点ü Zigbee软硬件开发平台的建立和安装ü Zigbee与无线传感器网络的关系2. Zigbee技术原理ü Zigbee的网络结构ü Zigbee的物理层和MAC层ü Zigbee网络层功能及帧结构ü Zigbee应用支持子层ü 应用框架和设备对象。3. Zigbe

17、e节点硬件设计技术ü CC2530结构框架ü 硬件设计规则及注意事项ü Zigbee节点核心板、路由器节点及协调器节点的设计。4. CC2530基础开发ü CC2530编程基础ü CC2530 I/O的使用ü ADC的使用ü 串口的使用ü DMA的使用ü 定时器的使用5. CC2530无线射频ü RF内核中断ü 中断寄存器的使用ü FIFO访问ü CC2530的无线发送模式ü CC2530的无线接收模式ü IEEE802.15.4标准ü 基于IEEE802.5.4标准的无线通信6. ZSTACK软件架构ü ZSTACK操作系统的运行ü Zstack协议栈中HAL层作用&#