ZigBee网络设置基础实验
实验-ZigBee组网
实验-ZigBee组⽹实验：ZigBee基本通信实验⼀、实验⽬的1．了解ZigBee协议及其在软件上如何实现。
2．学习使⽤sniffer嗅探⽹络节点之间通信数据包并分析数据包。
3. 学习Zigbee⽹络组⽹及路由选择。
⼆、实验内容1．基于z-stack协议栈的组⽹及数据传输。
2．使⽤sniffer抓取节点之间传输的数据包并分析数据包组成。
三、实验设备1．IAR开发平台环境2．ZigBee开发套件3．Sniffer抓包⼯具（软件和硬件）实验开发套件的领取注意事项：1、每周五上午1-2节可到电信5号楼东303A房间，协同创新中⼼找蓝伟涛学长（领取FPGA开发板）或电信1号楼515室找赵曜学长（领取Zigbee开发套件）。
2、每个⼩组以组长为代表签字领取⼀套开发套件，并在三周内归还。
请爱护实验套件，归还时确保所有部件完好齐全。
3、实验中若有问题可在周五上午1-2节课时间去上述地址找两位助教答疑。
四、实验原理1，ZigBee协议概述ZigBee作为⼀种⽆线通信标准，它是以IEEE802.15.4⽆线通信技术为基础的⼀组涉及到⽹络、安全和应⽤⽅⾯的软件协议。
它是⼀种短距离、低复杂度、低功耗、地数据传输速率和低成本的双向⽆线通信技术。
该技术可以应⽤于超低功耗率损耗的⽆线⽹络中，它满⾜ISO/OSI参考模型。
其物理层和MAC层采⽤了IEEE802.15.4标准；ZigBee联盟定义了上层部分，包括⽹络层和应⽤层。
⽆线通信⽹络软件以z-stack作为ZigBee的协议栈，硬件为基于CC2530-ZigBee开发套件。
2 设备类型(Device Types)在ZigBee⽹络中存在三种逻辑设备类型：Coordinator(协调器)，Router(路由器)和End-Device(终端设备)。
ZigBee⽹络由⼀个Coordinator以及多个Router和多个End_Device组成。
在ZStack-CC2530-2.3.1-1.4.0中⼀个设备的类型通常在编译的时候通过编译选项确定。
ZigBee网络基础试验报告
ZigBee网络基础试验报告ZigBee网络基础试验报告本报告通过Sample App这个例子实现数据在ZigBee网络中的简单传输。
要求掌握网络组建及协议分析仪的使用方法。
1 设备的分类ZigBee网络只支持两种设备：1）全功能设备（FFD Full Function Device）2)精简功能设备（也叫半功能设备Reduced Function Device）两者的比较：其中FFD设备能够提供MAC层的所有服务，可充当任何ZigBee 节点，不仅可以接收发送数据，还具有路由功能，因此可以接收子节点；而RFD只能提供部分的MAC层服务，只能充当子节点，只负责将采集到的数据发送给协调器和路由器节点，本身并不具有路由功能，因此不能接收子节点信息，RFD之间的通信只能通过FFD来完成。
ZigBee标准在此基础上定义了三种节点：ZigBee协调器（Coordinator）、ZigBee路由器（Routers）、ZigBee终端（End Device）2 所使用的设备所用的ZigBee设备都具有连接网络和断块网路的功能。
ZigBee协调器和路由器都具有以下附加功能：1)允许设备以如下方式连接网路：①MAC（Medium Access Control）层的连接命令。
②应用层的连接请求2)允许设备以如下方式断开网络；①MAC层的断开命令②应用层的断开命令③对逻辑网络地址的分配④维护邻居设备3 组建网络组建一个网状的ZigBee网络包括两个步骤：网络的初始化和节点加入网络；而节点加入网络又有两个步骤：通过协调器加入网络和通过已有节点入网。
1）网络的初始化ZigBee网络的建立是由协调器（Coordinator）发起的，任何一个节点想建立一个网络必须满足两个条件：①节点是FFD节点，具有协调器功能；②节点还没有和其他网络连接（一个网络中只许有一个协调器）网络初始化过程：图1：网络初始化流程网络初始化流程如下：1）确定网络协调器。
ZigBee实验(精)
无线传感器网络高级实验-PC监控传感网
双击PC机上的“ZigBeeMonitor”软件，跳出Com 口选择窗体，选择电脑与开发实验平台通讯的 Com口，按确定后进入监控平台。
无线传感器网络高级实验-PC监控传感网
Router（路由器）
负责转发资料包，寻找最适合的路由路径，当有节点加入 时，可为节点分配地址，Router 通常定义为具有电源供 电的设备，不能进入低功耗状态。每个Zigbee 网络可能 需要多个Router，每个Router 可以收发数据也可以转发 数据，当一个网络全部由Coordinator（1 个）及Router（ 多个）构成时，这个网络才是真正的MESH 网络（网状网 ），每个节点发送的数据全部是自动路由到达目标节点。
End Device（终端节点）
选择已经存在的Zigbee 网络加入，可以收发数据 ，但是不能转发数据，End Device 通常定义为电 池供电设备，可周期性唤醒并执行设定的任务， 具有低功耗特征。 每个Zigbee 网络可能需要多个End Device，End Device 通常在周期性醒来时，问自己的父节点是 否有传输给自己的数据，并执行设定的任务，所 以，End Device 通常适合接收少量的数据，周期 性的发送数据。
ZigBee无线传感器网络
ZigBee无线传感器网络
ZigBee无线传感器网络基于ZigBee协 议栈无线网络，在网络设备安装过程，架设 过程中自动完成。完成网络的架设后用户便 可以由PC机发出命令读取网络中任何设备上 挂接的传感器的数据，以及测试其电压。简 单的工作流程描述如下图所示。
ZigBee无线传感器网络
PC机：完成接收网关数据和发送指令，实现 可视化，形象化人机界面，方便用户操作， 观察。
实验1.1 ZigBee星型组网实验
图一-3 返回数据
5. 将各节点的物理地址写入“ZigBee基础实验平台软件”的配置文件 commConfig_user.xml，例如如下所示，保存配置文件并重启实验平台软件。 <TestMac>FF FF FF FF FF FF FF 01,FF FF FF FF FF FF FF 02,FF FF FF FF FF FF FF 03</TestMac> 6. 打开ZigBee协调器，然后，依次打开传感控制节点，依次加入协调器所建立的 ZigBee网络，生成简单的星型网络拓扑结构，如图一-4所示。
实验一 ZigBee星型组网实验
上海企想信息技术有ຫໍສະໝຸດ 公司（一）实验目的 了解ZigBee星型网络通信原理及相关技术 了解ZigBee星型网络组建的基本过程和方法 （二）实验设备 1个ZigBee协调器、多个ZigBee终端节点 操作台：提供电源、PC、USB口、RS232串口、RJ45以太口，以及多种传 感器和输入输出控制器件 软件：ZigBee基础实验平台软件 （三）实验内容 利用1个ZigBee协调器、多个传感控制节点组建一个简单的星型网络，并 观察射频顶板上LED指示灯的变化。 利用上位机软件，查看生成的网络拓扑。
图一-4 ZigBee网络节点图与络拓扑
（四）实验过程
1. 将ZigBee协调器通过串口与上位机连接 2. 运行上位机软件“ZigBee基础实验平台软件”，选择相应的串口，并打开 串口。如图一-1打开串口所示。
图一-1打开串口
图一-1打开串口
3. 查看参数配置，串口参数设置如图一-2所示。
图一-2 串口配置参
4. 打开“串口调试工具”，将ZigBee协调器上电，当射频顶板上红灯亮起时， 依次打开ZigBee终端节点，当节点射频顶板上绿灯亮起时，表示节点已成功加入 网络。此时查看工具窗口，如图一-3所示。
实验1 ZigBee基础实验
温州大学物理与电子信息工程学院
物联网技术实验报告
实验名称：实验一：ZigBee基础实验
班级：姓名：学号：
实验地点：日期：
【实验目的】
1、掌握CC2530 数字 I/O 接口；
2、掌握CC2530通过控制 GPIO 驱动 LED的方法；
3、掌握CC2530定时器的配置、中断的产生和中断服务程序的用法。
【实验仪器】
1、G7实验箱一台、PC机
2、IAR开发套件
3、USB-Mini线一根、CC DEBUGGER烧录器一个
【实验内容】
（1）编程实现：使用CC2530定时器将绿红蓝三个 LED 灯轮流点亮与关闭（先蓝灯亮1s后关闭，再红灯亮1s后关闭，再蓝灯……）。
（2）电路原理图：
（3）代码以图片形式粘贴在下面：
（4）实验报告以“学号+姓名”命名，交给班长统一发送到cljin@。
【实验总结与分析】
【实验成绩】
教师：金才垄 2018 年月日。
Zigbee组网实验报告
Zigbee组网实验一．实验目的1.了解zigbee网络2.掌握zigbee节点程序下载方式3.掌握如何组建zigbee星状网络二．实验意义通过实验了解zibee网络的特点，体会其组网及通信过程三．实验环境PC机一台(内安装IAR环境)智能网关一个ZigBee节点ZigBee仿真器一套四．实验原理每一个星状网络中只有一个协调器，当协调器被激活后，它就会建立一个自己的网络。
其它位于协调器附近的zigbee节点，如果与该协调器处于同一信道，则会自动加入到该网络当中。
五．实验步骤一、认识实验设备以及下载设备连接连接线路如图所示：二、Zigbee网络组建1、协调器下载协调器在本套智能家居系统中担任信息收集与传输的工作，它和每个ZigBee模块进行无线通讯，并将信息传送给智能网关，同时也将网关的控制指令发送给各个模块。
我们首先将一个ZigBee模块下载成协调器，具体步骤如下：（1）打开“\实验程序\协调器\Projects\zstack\Samples\collector SimpleApp 1.25\ CC2430DB\SimpleApp.eww”。
如图1-6所示：（2）不同的实验小组选择自己所分配的信道。
点击左侧的文件导航栏，找到tools文件夹，打开其中的文件f8wConfig.cfg，找到自己小组的信道，将行的注释去掉，并且确认其他各个信道代码均为注释状态。
更改完信道之后，在菜单栏中选择Project\Rebuild All进行编译，编译完成后生成的HEX 文件保存在\实验程序\协调器\Projects\zstack\Samples\collectorSimpleApp1.25\CC2430DB\SimpleCollectorEB\Exe 中。
（3）更改完信道之后，在菜单栏中选择Project\Rebuild All进行编译，编译完成后生成的HEX文件保存在\实验程序\协调器\Projects\zstack\Samples\collectorSimpleApp1.25\CC2430DB\SimpleCollec torEB\Exe中；（4）打开smartRF下载软件，如图所示，按照图将下载设备的各个线连接好，之后按一下下载器（也就是白色盒子）上面的黑色按钮，则下载界面中将会识别到要与下载器相连接的zigbee模块芯片，如图所示，对相关条件进行勾选；2.其它zigbee终端节点的下载Zigbee终端节点在上电后自动加入到处于同一信道的zigbee协调器所组建的zigbee网络当中。
zigbee实验一
实验一、基于Zigbee协议栈的数据传输实验内容：两个ZigBee节点一个作为协调器，一个作为终端节点，二者组网成功后进行数据通信。
ZigBee节点B（终端节点EndDevice，稍后，下载EndDeviceEB里的代码）发送“LED”字符，ZigBee节点A（协调器节点Coordinator，稍后，下载CoordinatorEB里的代码）接受数据后，判断接受到的数据是否为“LED”，是，则使板子上的LED灯闪烁。
实验步骤：1、将下载好的最新版本的z-stack协议栈ZStack-CC2530-2.5.1a.exe安装到默认目录或指定的的E盘目录下。
2、打开GenericApp.eww工程，并在此基础上，添加修改代码。
在App文件夹移除掉GenericApp.c，即右键单击GenericApp.c，在弹出的下拉菜单中选择Remove即可。
同理，删除GenericApp.h。
单击File，选择New，然后选择File，将文件保存为Coordinator.h。
同理，添加Coordinator.c、Enddevice.c两个文件。
然后将附录的源代码写入Coordinator.h、及Coordinator.c、Enddevice.c两个文件中。
（以上代码编写编译工作在宿舍完成）3、分别编译下载协调器及终端程序。
在下载协调器代码时，在Workspace下拉表中选CoordinatorEB，后右键单击Enddevice.c，选择Options，选择Exclude from build。
此时，Enddevice.c为灰白不可用，在编译时不参与编译。
下载终端代码方法同理可得,并将终端代码下载到另一块开发板上。
4、打开协调器电源开关，然后打开终端节点电源开关，几秒钟后，发现协调器LED灯闪烁起来说明协调器组网成功并受到终端发送的数据。
否则协调器灯一直亮，表示未受到数据。
改变协调器及终端灯闪频率观测实验结果。
5、完成后请老师验收检查6、分析终端发送函数的功能及参数。
CC2530基础例程实验手册
-6-
3 实验相关函数 void Delay(uint n)；参见CC2530 基础实验1。 void Initial(void)；参见CC2530 基础实验1。 void InitKey(void);函数原型：
6 睡眠定时器实验............................................................................................................................................- 55 6.1 CC2530 基础实验 17：系统睡眠工作状态..................................................................................... - 55 6.2 CC2530 基础实验 18：系统唤醒..................................................................................................... - 57 6.3 CC2530 基础实验 19：睡眠定时器使用......................................................................................... - 59 6.4 CC2530 基础实验 20：定时唤醒..................................................................................................... - 63 -
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本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==zigbee实验指导书篇一：zigbee实验无线传感网络设计-----基于手机（联想a698t）计算机科学与技术1205班0911120513孙斌1.手机中所包括的终端设备及传感器:手机操作系统为Android OS 4.0网络连接 GSM/TD-SCDMA/GPRS/EDGE支持频段：2G：GSM 900/1800/19003G：TD-SCDMA 201X-2025MHz支持WAPI兼容WIFI(802.11n) 电容触摸屏摄像头传感器类型为CMOS支持重力传感器支持光线传感器支持距离传感器电容触摸屏2.家庭环境智能监测系统设计家庭环境智能监测系统是智能家居系统中至关重要的一部分,一般包括温度、湿度、光线、火灾,.有毒气体等的监测。
通过获得的这些对象信息,用户可以多种方式感知家庭内部的环境信息并且对家庭进行相应的处理和控制。
当采集到的光强数据低于设定值时,用户可以通过软件调节灯光的强弱;当感知到的温度高于或低于人的舒适温度时,系统自动打空调;当家庭环境的湿度过低时,管理中心控制加湿器的打开;当家庭煤气发生泄漏或发火灾时候,烟雾传感器将感知数据发送给用户,实施报警。
家庭环境智能监测为用户提供了可靠、完善的居所环境信息,使得人们的生活更加舒适、高效、安全。
本系统设计特点如下:(1)提供全面的家庭环境真实信息,保证了家庭内部的安全。
(2)据弃了有线家庭环境监测系统铺设成本高,扩展性和维护性差的缺点。
(3)不受地理和空间限制,只要在网络覆盖范围内,就可以通过手机随时掌握家庭环境的最新信息。
图1家庭环境智能监测系统结构如图1所示,由家庭内部网络、家庭网关和外部网络三部分组成,各自功能如下:(1)家庭内部网络采用ZigBee无线技术实现内部网络的组建。
网络中主节点举起网络后,传感器节点以关联方式加入ZigBee网络,在每个传感器节点上都搭载了温度、湿度、光强和烟雾传感器以及LED灯。
zigbee组网实验报告
zigbee组网实验报告
《Zigbee组网实验报告》
近年来，随着物联网技术的迅猛发展，各种无线传感器网络的研究和应用也日
益受到关注。
其中，Zigbee作为一种低功耗、低成本的无线传感器网络技术，
被广泛应用于智能家居、工业自动化、农业监测等领域。
为了更好地了解Zigbee组网技术的性能和应用，我们进行了一系列的实验。
首先，我们搭建了一个小型的Zigbee传感器网络，包括一个协调器和若干个终端节点。
通过Zigbee协议栈的支持，我们成功实现了这些节点之间的通信和数据传输。
在实验过程中，我们发现Zigbee组网具有较高的稳定性和可靠性，即使在复杂的环境中也能够保持良好的通信质量。
其次，我们对Zigbee组网的能耗进行了测试。
结果显示，由于Zigbee采用了
低功耗的通信方式，因此整个传感器网络的能耗非常低，能够满足长期监测和
控制的需求。
这使得Zigbee成为了很多物联网应用的首选技术之一。
另外，我们还对Zigbee组网的网络拓扑结构进行了研究。
通过改变节点之间的布局和距离，我们发现Zigbee能够自动调整网络拓扑结构，保持良好的网络覆盖和通信质量。
这为实际应用中的网络规划和优化提供了重要的参考。
总的来说，我们的实验结果表明，Zigbee组网技术具有很好的性能和应用前景。
它不仅在能耗方面表现优异，而且在通信稳定性和网络拓扑结构方面也具有很
强的适应能力。
我们相信，在未来的物联网应用中，Zigbee将会发挥越来越重
要的作用。
希望我们的实验报告能够为相关研究和应用提供一定的参考和借鉴。
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一、实验目的
1、学习和掌握IAR软件的安装。
2、学习和掌握ZigBee协议栈在IAR软件开发环境中的应用。
二、实验设备
（1）硬件设备
● PC机一台；
● CC2530-DEBUG仿真器一台；
● ZigBee通信模块（插接在传感器模块的ZigBee通信模块）；
● ZigBee协调器（插接在嵌入式网关或PC机上的ZigBee通信模块）。
（2）软件工具
● IAR Embedded Workbench Evaluation for 8051 8.10版；
● PL2303-USB转串口驱动程序；
●串口调试软件4.5。
三、实验原理及关键知识点
3.1 ZigBee网络设备
ZigBee网络有三种逻辑设备类型，即协调器(Coordinator)、路由器(Router)和终端设备
(End-device)。
一般情况下一个ZigBee网络由一个协调器节点、若干个路由器节点和若干个终端节点组成（星形网络拓扑结构除外）。
（1）协调器（Coordinator）
协调器的作用是创建和维护ZigBee网络，也是形成网络的第一个设备。
ZigBee网络中的协调器与路由器和终端的硬件电路并无区别，只是其软件设置有所不同。
协调器的设置内容包含网络拓扑结构、信道和网络标识（即网络号PAN ID），也可使用默认值而省略设置，然后开始启动这个网络（各个节点上电即为启动）。
一旦启动网络，在与协调器的有效通信距离范围内且设置为相同网络标识和信道的路由器和终端就会自动加入这个网路。
注意:协调器的主要作用是建立和设置网络。
网络一旦建立完成，该协调器的作用就与路由器节点相同，甚可以退出着这个网络（仅限于树形和网形网络）。
（2）路由器（Router）
路由器是在网络中起支持关联设备的作用，实现其它节点的消息转发功能。
ZigBee的树形网络和网形网络可有多个ZigBee路由器，ZigBee的星形网络不支持路由器。
路由器功能如下：
i) 使其子树中的设备（路由器或终端）加入这个网络；
ii) 路由；
iii)辅助其子树终端的通信。
（3）终端（End-device）
ZigBee终端节点是具体执行数据传输的设备，不能转发其它节点的消息。
因此，在不发射和接收数据时可以休眠，所以它可作为电池供电节点。
ZigBee网络的拓扑结构
ZigBee网络有三种网络拓扑结构，即星形网络拓扑结构、数形网络拓扑结构和网形网络拓扑结构，三种网络结构的特点和优缺点已在ZigBee概述及基础实验进行了介绍，本实验不再赘述。
本实验的任务是熟悉和掌握网络的设置并根据实验箱的硬件条件建立一个小型的ZigBee星形网络和一个小型的ZigBee树形网络。
信道的分配
ZigBee有三种频带，分别是用于欧洲的868MHz、用于美国的915MHz以及全球通用的2.4GHz，不同频带拥有不同的速率，分别提供了20kbps（868MHz）、40kbps（915MHz）和250kbps（2.4GHz）的原始数据吞吐率。
由于三个频带的物理层不相同，其各自信道带宽也不相同，分别为0.6MHz, 2MHz和5MHz。
并
表5-1
表5-1所列某个信道的中心频率按如下公式定义(x为信道数):
f = 868.3 MHz(x=0)
c
f = 906 MHz + 2(x-1) MHz (x=1,2, (10)
c
f = 2405 MHz + 5(x-11) MHz (x=11,12, (26)
c
网络号（PAN ID）的设置
PAN ID是一个16位的标识，PAN ID也称为网络地址（也称为个人局域网识别标志），设置范围为0X0000～0xFFFF。
ZigBee无线网络的协调器是通过选择网络工作信道和网络号（PAN ID）启动一个ZigBee无线网络。
如果未设置网络号，PAN ID的默认值为0xFFFF，事实上会随机产生一个网络号并建立网络。
如果设置为一个非0xFFFF网络号，则按照设定的网络号建立网络。
当ZigBee无线网络的路由器或终端的网络号设置为默认的0xFFFF时，此节点会自动加入附近现有的网络。
如果将某节点设定为一个非0xFFFF的网络号，则该节点会加入相同网络号的网络（前提条件是在有效通信距离内确有此网络）。
需要注意的是，所设置的同一个网络中的各种设备（协调器、路由器或终端）的网络号必须一致，各个设备的信道号必须一致（此时网络号和信道号可选用不同的数值）。
如果各设备的网络号不一致（网络号为0xFFFF除外）或信道号设置不一致，设备将不能加入到该网络中。
网内地址（也叫短地址）的分配方式
表5-2
当设备加入网络时，按照一定的算法计算得到并分配给加入网络的设备。
ZigBee无线网络的地址分配机制（原理）
ZigBee有两种地址分配方式：分布式分配机制（也叫ZigBee特性集）和随机分配机制（也叫ZigBee-Pro 特性集）。