zigbee组网实验：温湿度采集实验SHT10

对应的代码包：https://download.csdn.net/download/mchen_6431/11536608

硬件采用：深联智达公司产品： https://tb.am/ronna

ZigBee技术建立在IEEE802.15.4标准之上，ZigBee联盟对网络层协议和API进行了标准化。ZigBee协议栈架构基于OSI七层模型，但只定义了与其应用息息相关的几个层，如下图所示。IEEE 802.15.4标准定义了物理层和MAC子层，ZigBee标准在这个基础之上扩展了网络层（network layer，NWK）和应用层框架，其中包括应用支持子层（application support sub-layer，APS）、ZigBee设备对象（ZigBee device object，ZDO）以及设备商自定义的应用组件。

ZigBee协议栈模型图
ZigBee标准确定了三种设备：ZigBee协调器、ZigBee路由器和ZigBee终端设备。每个网络都必须包括一台ZigBee协调器。协调器的主要功能是为建立和启动网络这一过程设置参数，其中包括选择一个射频信道、唯一的网络标识符以及一系列操作参数。ZigBee路由器作为远程设备之间的中继器来进行通信，能够用来拓展网络的范围。ZigBee终端设备不参与路由选择。
ZigBee所制定的网络层主要负责网络拓扑得搭建和维护，以及设备寻址、路由等，属于通用的网络层功能范畴，应用层负责业务数据流的汇聚、设备发现、服务发现、安全与鉴权等。

1. 程序下载
   首先给目标节点插上CC Debugger，然后打开TI公司的Flash Programmer程序，如下图所示：
   
   Flash Programmer打开界面如下图所示；
   
   点击Flash image的浏览图标，分别选择我们光盘提供的SerialAppCoordinator.hex、SerialApp-route.hex、SerialAppEndDevice.hex文件，Actions选择Erase，program and verify选项，然后点击Perform actions，烧写过程如下所示：
   
   界面提示Erase OK表明烧写Boot.hex成功。
   
2. 程序代码分析
   本实验对应的程序代码见：ZStack-CC2530-2.5.1a\Projects\zstack\Samples\SendTest H&T
   用IAR 8.10软件打开后显示界面如下图：
   

其中temp_humid.c temp_humid.h为温湿度传感器的驱动文件。
SendTest.c中为温湿度采集程序：
当终端节点加入到网络时，启动温度采集事件

ENSOR_TEMPERATURE_EVT：
        case ZDO_STATE_CHANGE:
          SendTest_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);
          if (SendTest_NwkState == DEV_END_DEVICE) ////只在设备为终端节点时，才发送数据
          {
            // Start sending "the" message in a regular interval.
           osal_set_event(SendTest_TaskID, SENSOR_TEMPERATURE_EVT);//启动温度采集
          }
          break;

下次系统轮询时，将调用ENSOR_TEMPERATURE_EVT事件，并处理该事件：

    if ( events & SENSOR_TEMPERATURE_EVT )
  {
      Temperature_Measure();
      osal_start_timerEx( SendTest_TaskID, SENSOR_HUMIDITY_EVT, MEASURE_PERIOD );//启动湿度采集
      return ( events ^ SENSOR_TEMPERATURE_EVT );
  }

处理该事件中，首先调用Temperature_Measure();采集并发送数据；另外又启动了SENSOR_HUMIDITY_EVT事件进行湿度采集；
下次系统轮询时，将调用SENSOR_HUMIDITY_EVT事件，并处理该事件

  if ( events & SENSOR_HUMIDITY_EVT )
  {
      Humidity_Measure();
      osal_start_timerEx( SendTest_TaskID, SENSOR_TEMPERATURE_EVT, MEASURE_PERIOD );//启动温度采集
      return ( events ^ SENSOR_HUMIDITY_EVT );
  }

处理该事件中，首先调用Humidity_Measure ();采集并发送数据；另外又启动了SENSOR_TEMPERATURE_EVT事件进行温度采集；

从上面的表述中可以得知，系统对温湿度分别采样，调用，其中采样时间为MEASURE_PERIOD，3秒钟一次。

在IAR环境中，workspace里面有三种类型的设备设置，请参考：

如图显示的EndDevice设备，这事编译的程序为enddevice节点使用，在workspace里面还可以选择Coordinator，该程序为协调器程序

还可以选择Router，该程序为路由节点程序

一般来说，路由节点只是转发数据，不涉及用户操作。在项目中，可以不对该部分程序进行更改。

协调器在收到终端发送过来的数据时，进行温湿度数据转换，转换程序如下：

static void SendTest_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt )
{
  switch ( pkt->clusterId )
  {
    case SENDTEST_CLUSTERID:
      // "the" message
#if defined( LCD_SUPPORTED )
      HalLcdWriteScreen( (char*)pkt->cmd.Data, "rcvd" );
#elif defined( WIN32 )
      WPRINTSTR( pkt->cmd.Data );
#endif
      if(pkt->cmd.Data[0]==0x01) {
     result=(float)(((pkt->cmd.Data[1]<<8)+(pkt->cmd.Data[2]))*0.01-39.67);
     sprintf(temperature, (char *)"%fC", result);}
     else if(pkt->cmd.Data[0]==0x02){
       result=-0.00000028*((pkt->cmd.Data[1]<<8)+(pkt->cmd.Data[2]))*((pkt->cmd.Data[1]<<8)+(pkt->cmd.Data[2]))+0.0405*((pkt->cmd.Data[1]<<8)+(pkt->cmd.Data[2]))-4.0;
       sprintf(temperature, (char *)"%fH", result);}
      HalUARTWrite( HAL_UART_PORT_0,(unsigned char*)temperature, (byte)osal_strlen( temperature ) + 1);//将接收到的数打印到串口上
      break;
  }
}

3. 实验现象
   烧完程序的节点上电顺序：先给router节点上电，然后给coordinator节点上电（此时可以看到coordinator节点和router节点黄灯亮），最后给enddevice节点上电(现象是：黄灯和绿灯亮)，串口线连接coordinator节点，能从串口观察数据：
   
   显示当前温度为29摄氏度，湿度为60左右。
   从sht10读到的温湿度传感器数据位1A DE和05 EE类别，程序中做了简单转换，实际上，由于数据转换的原因，小数点2位以后的数据没有实际意义，具体参数请参考SHT10的数据手册。

本实验中SHT10连接的是2530的P0.4和P0.5上。

温度公式：
t是上报的温度数据值，两个字节，高位在前，低位在后
T=-39.67+0.01t，把1A DE带入该公式可得到当前温度值。
湿度公式：
h是上报的湿度数据值，两个字节，高位在前，低位在后
H=-0.00000028hh+0.0405h-4.0，把05 EE带入该公式可得到当前湿度值。