无线传感器网络技术与应用（第2版） 课件 项目二 无线传感网络开发环境搭建

项目二

无线传感网络开发环境搭建本章目录任务2.1认识NEWLab实训平台任务2.2相关软件的安装任务2.3建立ZigBee开发环境【知识点小结】【拓展与思考】任务2.1认识NEWLab实训平台【任务描述】

学习一门技术，完成一个项目，首先要对自己应用的设备了如指掌，下面请先了解无线传感器网络技术的设备平台。

2.1.1NEWLab平台NEWLab是新大陆公司研制的面向物联网专业的教学实验实训平台，集硬件设备、软件平台和教学资源库三部分组成完整的实验设备。此平台集成通信、供电、测量等功能，同时内置了一块标准尺寸的面包板及独立电源，可用于电路搭建实验。此外，该实训平台具有8个通用实训模块插槽，支持单个实训模块实验或最多8个实训模块联动实验。该平台各类接口分布如图2-1、2-2所示。图2-1NEWLab平台接口12.1.1NEWLab平台图2-2NEWLab平台接口2附：NEWLab平台说明电源开关：这个电源开关自带电源指示灯，当接通时电源指示灯会亮起。通讯模式开关：支持“自动”模式和“通讯”模式两种，有需要使用串口传输数据的使用通讯模式，其它的可使用自动模式。一般情况下，传感器的实验使用自动模式(其实就是使用485通讯)。电源输出接口:能提供3个电压等级的独立电源，可以为外部设备供电，分别为DC3.3V1000mA、DC5V1000mA、DC12V1000mA。面包板：为电子电路的无焊接实验设计的。由于各种电子元器件可根据需要随意插入或拔出，免去了焊接，节省了电路的组装时间，而且元件可以重复使用，适合电子电路的组装、调试和训练。磁性模块接口：底板与模块的连接方式采用磁性吸合方式，拆装方便。通讯模块接口：为各类实验模块提供串口通信通道，同时也提供3.3V的电源。电源线接口：接DC12V的电源适配器。串行接口：通过串口线与电脑或者移动互联终端相连，或者通过USB转串口线与电脑的USB相连：下载程序可以使用串口线，或USB转串口线(需要安装CH340或FT232R的驱动程序)。连接电脑，可以进行PC端平台的实验：连接移动互联终端，可以进行Android端平台的实验。USB接口：可以连接U转串数据线，以拓展NewLab平台外接多个串口的需求。2.1.2传感器模块与无线通信模块传感器模块共有6种：温度/光照传感器模块声音传感器模块称重传感器模块气体传感器模块称重传感器模块霍尔传感器模块等传感器参数指标见表2-1所示。

传感器模块名称波特率工作模式温度/光照传感器9600自动声音传感传感器9600自动气体传感器9600自动红外传感器9600自动湿度传感器9600自动压电传感器9600自动霍尔传感器9600自动称重传感器9600自动无线通信模块有4种：ZigBee模块蓝牙4.0模块WiFi模块GPRS通信模块

每种模块的类别名称在模块底板正上方具有文字注明，每个通信模块在使用过程中均需配备外置天线。2.1.3仿真/下载器模块仿真器集程序仿真、代码下载于一体，广泛应用于产品开发与生产当中，性能稳定，是CC系列单片机开发中不可或缺的工具。一套仿真器由CCDebugger主机、USB线、排线组成，现在大部分TI芯片仿真器（如SmartRF04EB、CCDEBUGGER等）都支持在IAR环境中进行程序下载和调试，同时，也支持与SmartRFFlashProgrammer软件配合使用进行程序的烧录，两种方法均可实现程序向设备的下载功能。仿真器外观图任务2.2相关软件的安装【任务描述】

硬件设备准备好后，如何让设备按照技术人员的意志去实现功能往往依靠的是软件，而无线传感器网络技术的开发需要用到的软件涉及到编写程序工具、程序烧录工具，下面请你将这些工具安装齐备。2.2.1安装IAR8.10软件IARfor8051软件时开发TIZ-Stack协议栈应用程序的必备软件，所有程序的编译、仿真调试均需使用该软件，当前最新版的Z-Stack协议为ZStack-CC2530-2.5.1a，配套IAR版本V8.10。安装该软件时，首先找到安装包软件，双击运行安装文件autorun.exe，然后跳出的如图2-5所示的安装开始画面，选择第二项，即InstallIAREmbeddedWorkbench，根据提示点击next，其余部分推荐使用默认安装路径及选项，直到软件安装完成。双击打开安装好的IAR软件后，运行界面如下图所示。2.2.2安装SmartRF04EB驱动将仿真器按照图2-8所示进行连接。图2-8仿真器连接图再将USB端口与PC机任意USB接口连接，会弹出如下图2-9所示的安装向导窗口，用户可以根据自身情况选择“自动安装软件（推荐）”或“从列表或指定位置安装（高级）”。本教材以安装在“D:\ProgramFiles\IARSystems\EmbeddedWorkbench5.4\8051\drivers\TexasInstruments”为例。图2-9仿真器安装界面图根据安装界面提示点击“下一步”，直到安装完成。出现如图2-10所示的界面则表示已经完成安装。图2-10仿真器驱动安装完毕界面图2.2.3安装SmartRFFlashProgrammer软件第1步：找到驱动安装包，双击安装包，弹出安装向导页面，如图2-12所示，点“Next”执行下一步操作。图2-12SmartRFFlashProgrammer安装向导界面图第2步：接下来是设置安装路径，如果不选择的话，默认安装即可，点“Next"进行后面的操作。具体如图2-13所示。图2-13安装路径设置第3步：如图2-14所示，在这里有两个选项，一个是“Complete”全部安装，一个是“Custom”典型安装，若选择“Complete”全部安装，则功能比较齐全。本教材采用默认选项，点"Next"继续。图2-14安装类型选择界面图第4步：点“Install”开始安装SmartRFFlashProgrammer软件。安装完成后，若需要在桌面创建快捷方式，则在下图2-15所示界面中勾选选项，否则不会创建快捷方式。最后点“Finish”结束安装，到此整个安装过程结束。具体如图2-17所示。图2-15安装成功结束界面任务2.3建立ZigBee开发环境【任务描述】硬件设备与软件工具均已准备齐全后，下面需要熟练使用这些工具。以点亮一盏ZigBee模块上的LED灯为例，学会搭建工程项目的操作过程。【任务环境】硬件：NewLab平台1套、zigbee节点板1块、CC2530仿真器1组、PC机1台。软件：Windows7/10，IAR集成开发环境。2.3.1建立IAR开发环境第1步：新建工作区。执行IAREmbeddedWorkbench命令，启动IAR软件；选择菜单栏中的File→New→Workspace命令，如图2-16所示。图2-16新建工作区窗口第2步：新建工程。

选择Project→CreatNewProject命令，如图2-17、图2-18所示，使用默认设置，单击OK按钮。设置工程保存路径和工程名——在本任务中设置为“F：\搭建ZigBee开发环境”和“Test”。第3步：新建文件。

选择菜单栏中的File→New→File命令或单击工具栏中的“新建”按钮，新建文件，并将文件保存在与工程文件相同的路径下，即“F：\搭建ZigBee开发环境”，并将其命名为“test.c”。在“test→Debug”上单击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择Add→AddFiles命令，将“test.c”文件添加到工程中，如图2-19所示。第4步：保存工作区。

单击工具栏中的“saveall（全部保存）”按钮，设置工作区保存路径“F：\搭建ZigBee开发环境”（与工程同一个路径），并将工作区命名为“test”。具体操作如图2-20所示。

2.3.2配置工程第1步：配置GeneralOptions。切换至Target选项卡，单击Deviceinformation选项组中的Device选项按钮，在弹出的对话框中选择“CC2530F256.i51”文件。该文件的路径为“C：\……\8051\config\device\TexasInstruments”。其他配置如图2-22所示。第2步：配置Linker。切换至Config选项卡，单击Linkerconfigurationfile选项组中的Overidedefault选项按钮，在弹出的对话框中选择“Ink51lew_cc2530F256_banked.xcl”文件。该文件的路径为“C：\……\8051\config\device\TexasInstruments”，如图2-23所示。第3步：配置Debugger。切换至Setup选项卡，设置如图2-24所示，在Driver选项组中选择TexasInstruments，选中Overidedefault复选框并选择“io8051.ddf”件。该文件路径为“C：\ProgramFiles\IARSystem\EmbeddedWorkbench6.0\Evaluation\8051\config\device\_generic”。2.3.3编写调试程序第1步：编写程序。在“test.c”窗口中输入点亮一个LED的代码。/**********************************************************************************/#include<ioCC2530.h>#defineLED1P1_0//P1_0引脚控制LEDvoidmain(void){P1DIR|=0X01;//P1_0引脚为输出方向while(1){LED1=1;}//点亮}/**********************************************************************************/第2步：编译、链接程序。单击工具栏中的运行按钮，编译，链接程序，“Messages”没有错误警告，说明程序编译，链接成功。具体如图2-25所示。第3步：下载、调试程序。（1） 把ZigBee模块装入NEWLab实训平台，并将SmartRF04EB仿真/下载器的下载线连接至ZigBee模块。（2） 单击工具栏中的按钮，下载程序，进入调试状态，如图2-26所示。单击“单步”调试按钮，逐步执行每条代码。当执行“LED=1”代码时，LED灯被点亮；再点击“复位”按钮，LED灯被熄灭。重复上述动作，LED灯可多次点亮、熄灭。烧录程序第1步：配置编译器生成.hex文件生成HEX文件进行烧录的发昂发仅适用于基础实验，不适合有关协议栈的工程烧录。点击IAR菜单栏【Project】→【Options…】命令，选择“Linker”选项。（1）“Output”选项卡配置，按照图2-27所示的设置要求，设置“Format”选项，使用C-SPY进行调试。图2-27output选项卡（2）“ExtraOutput”选项卡配置，按照图2-28所示的设置要求，更改输出文件名的扩展名为“．hex”，“Outputformat”设置为“intel-extended”。最后点击“OK”，则hex文件生成，文件的路径自动保存到“F:\Zigbee\Debug\Exe\Test.hex”。第2步：烧录hex文件烧录.hex文件。打开SmartRFFlashProgrammer软件，按照如图2-29所示的步骤进行操作。至此，既可以在IAR环境中烧录程序，并能仿真调试程序，又可以使用SamartRFFlashProgrammer软件把hex文件烧录到CC2530芯片中。在后期复杂项目开发过程中，前者用得更多些。【知识点小结】搭建ZigBee开发环境，需要依次完成四个步骤的工作：在I