第一章 建立Basic RF点对点通信网络_教案
BasicRF无线点灯
实验4 BasicRF无线点灯实验-V201605061.实验目的BasicRF的无线和控制通信；2.实验设备硬件：无线传感网实验箱1台，CC Debugger仿真器一套；软件：IAR Embedded WorkBench,串口调试助手；芯片手册：配套光盘\附件\芯片手册\CC2530数据手册\CC2530中文数据手册完全版.pdf；源码路径：配套光盘\源代码\Zigbee无线传感网原理与应用\实验4 BasicRF无线点灯实验\CC2530DB；hex文件路径：配套光盘\源代码\Zigbee无线传感网原理与应用\可执行文件\实验4 BasicRF无线点灯实验；3.实验原理3.1 无线通信万众期待，终于到了“无线”这一块的实验了，无线点灯是大家入门ZigBee的一个很好的经典例子，里面虽然还没有用到协议栈，但它体现出来的数据发送、接收和用协议栈是差不多的，而且TI 公司的Basic RF 的代码容易看懂，如果把这个实验掌握了（不要只是下载程序然后看试现象），到后面的协议栈就比较好入手了。
4.实验步骤4.1 编写实验源代码文件4.1.1 双击打开配套光盘\源代码\Zigbee无线传感网原理与应用\实验4 BasicRF无线点灯实验\CC2530DB下的light_switch.eww工程文件，如图4.1所示，工程目录如图4.2所示：注意：如在打开工程时，出现如图4.0所示提示，是工程文件路径太长造成的，将解压后的源码包换一个路径即可。
图4.0图4.1 打开工程文件4.1.2 打开light_switch.c的main（）函数，将appMode=LIGHT;4.1.3 点击上边工具栏project->Rebuild All，编译整个工程，将生成BasicRF.hex可执行文件，该可执行文件自动保存在配套光盘\源代码\Zigbee无线传感网原理与应用\实验4 BasicRF无线点灯实验\CC2530DB\light_swtich\Exe目录下。
无线串口通信
PAN_ID 至少要有一个参数不同。如果多组是间的 RF_CHANNEL 和 PAN_ID
值都一样，则会造成信号串扰。
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联世界 育未来——创新物联教育
第五步，运行程序。 1.分别把节点1和节点2接到PC机的串口，打开两个串口调试软件， 把串口的波特率设置为38400；再给两个模块上电。
后再调用halUartWrite()函数发送数据。 串口数据接收：通过调用 RecvUartDate()函数来接收数据， 并以数据长度来判断是否有收到数据。
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目
录
一、实训目的
二、实训内容 三、实训原理 四、实训步骤
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任务三 无线串口通信
目
录
一、实训目的
二、实训内容 三、实训原理 四、实训步骤
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实训目的
通过本实训，使学生了解BasicRF Layer工作机制；熟练新建 立BasicRF项目项工程；了解basicrf、board、common等驱动文件的 作用；理解串口读写函数；理解发送地址和接收地址、 PAN_ID 、
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{ halLedToggle(4); // LED灯取反，无线接收指示 len = basicRfReceive(pRxData, MAX_RECV_BUF_LEN, NULL); //接收无线数据 halUartWrite(pRxData,len); //接收到的无线发送到串口数 } } }
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点对点传输课程设计
点对点传输 课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解并掌握点对点传输的基本概念，包括定义、特点和应用场景。
2. 学生能够描述点对点传输的原理，了解其与传统的客户端-服务器模式的区别。
3. 学生掌握点对点传输中的关键技术，如节点发现、路由选择和数据分发。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的点对点传输网络，并进行模拟实验。
2. 学生通过实践操作，培养解决实际网络通信问题的能力，提高逻辑思维和动手实践技能。
3. 学生通过合作学习，提升团队协作能力和沟通技巧。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对网络通信技术的好奇心和探究精神，激发学习兴趣。
2. 学生认识到点对点传输技术在现实生活中的应用价值，增强学以致用的意识。
3. 学生在学习过程中，遵循网络道德规范，树立正确的网络安全观念。
课程性质：本课程属于计算机网络技术领域，以实践性、应用性为主，注重培养学生的实际操作能力和创新思维。
学生特点：学生具备一定的计算机网络基础知识，但对点对点传输技术了解较少，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，采用案例教学、分组讨论、实践操作等教学方法，帮助学生掌握点对点传输的相关知识，提高实际应用能力。
同时，注重培养学生的团队协作、沟通表达和网络安全意识。
通过分解课程目标为具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 点对点传输概述- 定义与特点- 应用场景2. 点对点传输原理- 节点发现机制- 路由选择算法- 数据分发策略3. 点对点传输关键技术- 网络拓扑结构- 节点加入与退出策略- 数据传输安全机制4. 点对点传输网络设计与实践- 设计原则与步骤- 模拟实验：构建简单点对点传输网络- 实践操作：优化网络性能与安全性5. 点对点传输应用案例分析-_BT下载- 网络电话与视频会议- 去中心化网络应用教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，进行科学、系统地组织。
教学大纲明确教学内容的安排和进度，注重理论与实践相结合。
无线串口通信.
WORKSPACE目录上一层的INC目录。
第二步，配置工程。 点击 IAR 菜单中的【 Project 】 -> 【 Options …】，分别对 General Options、Linker和Debugger三项进行配置。
图3.2 General Options配置
1. General Options 配置。选中“Target”选项卡，在 Device
2. 新建工程。具体方法参照实训 1 。并在工程中新建 App 、
basicrf、board、common、utils等5个组，把各文件夹中的“xx.c” 文件添加到对应的文件夹中。
3.新建程序文件。新源程序文件，将其命名为uartRF.c，保存
在D:\ZigBee\任务2.2 无线串口通信\Project文件夹中。并将该文件
栏内选择“CC2530F256.i51”（路径：C:\…\8051\config\devices\T
exas Instruments）。其它设置如图3.2所示。 2. Linker 配置。选中“Config”选项卡，勾选“Overide defa ult”，并在该栏内选择“ lnk51ew_CC2530F256_banked.xcl”配置文 件，其路径：C:\…\8051\config\devices\Texas Instruments。
无线串口通信
目
录
一、实训目的
二、实训内容 三、实训原理 四、实训步骤
实训目的
通过本实训，使学生了解BasicRF Layer工作机制；熟练新建 立BasicRF项目项工程；了解basicrf、board、common等驱动文件的 作用；理解串口读写函数；理解发送地址和接收地址、 PAN_ID 、
点对点传输课程设计
点对点传输课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握点对点传输的基本概念、原理和应用，提高他们在实际情境中运用点对点传输技术解决问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解点对点传输的定义、特点和分类；（2）掌握点对点传输协议的工作原理；（3）熟悉点对点传输在实际应用中的案例。
2.技能目标：（1）能够配置和管理点对点传输网络；（2）能够分析并解决点对点传输过程中出现的问题；（3）能够运用点对点传输技术进行数据传输和共享。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对点对点传输技术的兴趣和好奇心；（2）培养学生团结协作、自主探究的学习精神；（3）增强学生对网络安全的意识，培养良好的网络素养。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.点对点传输的基本概念：介绍点对点传输的定义、特点和分类，使学生了解点对点传输的基本概念。
2.点对点传输协议：讲解点对点传输协议的工作原理，包括连接建立、数据传输、错误检测和恢复等过程。
3.点对点传输应用案例：分析点对点传输在实际应用中的案例，如文件传输、视频播放、语音通话等，帮助学生了解点对点传输技术的应用场景。
4.点对点传输网络的配置与管理：讲解如何配置和管理点对点传输网络，包括网络参数设置、节点加入和退出等操作。
5.点对点传输问题的分析与解决：培养学生分析并解决点对点传输过程中出现的问题，如传输速率慢、连接中断等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：教师讲解点对点传输的基本概念、原理和应用，引导学生掌握知识点。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解点对点传输技术在现实生活中的应用。
3.实验法：安排实验环节，让学生动手配置和管理点对点传输网络，提高实际操作能力。
4.讨论法：学生分组讨论，分享学习心得和解决问题的方法，培养学生的团队协作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、科学的学习资料。
4.BasicRF应用开发【1+X传感网应用开发资料】
建立与配置 模块设备
02
选择菜单 “Project?Edit Configurations”，弹 出项目的配置对话 框，目配置对话框 所示，系统会检测 出项目中存在的模 块设备
建立与配置 模块设备
02
单击“New”按钮，在弹出的 对话框中输入模块名称为： “temprh_sensor”，基于 Deubg模块进行配置，然后 单击“OK”按钮完成模块设 备的建立。在项目配置对话 框中就可以自动检测出刚才 建立的模块设备 “temprh_sensor”
知识链接
03
设置波特率为115200，串口调试助手可以看到采集到的温湿度数据
编译和下 载程序
03
编译和下 载程序
验证通过后， 需要把条件编 译选项中的 “CC2530_DEB UG”去掉，变 成 “xCC2530_DE BUG”
火焰节点数据采集
任务要求
采用火焰传感器模块和ZigBee模块 组成一个开关量传感器采集节点， 实现火焰传感器的采集，并将采集 数据通过自定义协议无线传输至汇 聚节点。发送节点有数据发送时， LED1亮100毫秒。
Step 6
修改主函数
建立与配置 模块设备
02
单击“New”按钮，在弹出的 对话框中输入模块名称为： “collect”，基于Debug模块 进行配置，然后单击“OK” 按钮完成模块设备的建立。 在项目配置对话框中就可以 自动检测出刚才建立的模块 设备“collect”
建立与配置 模块设备
02
单击右键选择 “Options”，在弹出的 对话框中选择“C/C++ Compile”类别，在右边 的窗口中选择 “Preprocessor”选项中 的“Definedsymbols:” 中输入 “CC2530_DEBUG”
basicrf点对点通信实验总结
basicrf点对点通信实验总结我做这个basicrf点对点通信实验啊，那可真是有一肚子话要说。
我就坐在那个实验室里，周围全是那些个仪器设备，看起来就像一群不会说话的怪物。
那些个线路啊，扭扭曲曲的，就跟我那纠结的心情似的。
我瞅着那本实验指导书，上面的字儿密密麻麻的，我感觉它们都在冲我挤眉弄眼，像是在说：“看你咋弄我们。
”我刚开始的时候，信心满满。
我想着，不就一个通信实验嘛，能有多难？我就像个莽撞的小牛犊一样，一头扎了进去。
我一边摆弄着那些个仪器，一边嘴里还嘟囔着：“这玩意儿肯定得这么连，没错儿。
”我旁边那同学，看我那模样，笑着说：“你可别太自信咯，这实验小陷阱可不少呢。
”我一撇嘴，瞅他一眼，说：“你就看着吧，我肯定能行。
”可是啊，我一上手就出问题了。
我按照步骤来，怎么弄那通信就是不通。
我就盯着那些个灯啊，闪也不闪一下，就跟死了一样。
我急得直挠头，头发都被我挠得像个鸡窝。
我那脸啊，估计都红得像个熟透的柿子。
我又把那些线路检查了一遍，嘴里念叨着：“这也没接错啊，咋就不行呢？”这时候，实验室里静悄悄的，就剩下我那粗重的喘气声，感觉那空气都变得压抑起来。
我实在没招儿了，就去问老师。
老师走过来，那眼神里有一点疑惑，又有一点好笑。
他看了看我的线路，又看了看我的设置，慢悠悠地说：“你这儿啊，参数设置错了一点，就差那么一丁点儿，就像炒菜少放了一撮盐，味道就全不对咯。
”我一听，恍然大悟，又觉得自己特别傻。
我赶紧改了参数，心里想着：“这次肯定行了。
”你还别说，当我再次操作的时候，那通信就通了。
我就看见那些个数据在屏幕上蹦跶，就像一群欢快的小兔子。
我那高兴劲儿啊，就像中了彩票一样。
我一下子从椅子上蹦起来，大声喊着：“通了，通了！”旁边那同学被我吓了一跳，笑着说：“你可真行，刚刚还愁眉苦脸的呢。
”我就嘿嘿笑着，说：“这不是成了嘛。
”通过这个实验啊，我可真是学到了不少东西。
这就跟做人一样，有时候你觉得自己啥都懂，可真到做事的时候，就会发现到处都是小坑小洼的。
基于Basic RF传输协议的多对一组网通信设计
• 181•运用传感器网络的通信与组网技术，设计虚拟的网络拓扑角色进行多对一组网通信。
基于Basic RF 传输协议进行各设备之间无线传输数据，实现与Z-Stack 协议栈类似的简易组网通信功能，用CC2530单片机模拟终端采集数据，进行相应数据的处理并无线传输给其他节点，最后在PC 端显示虚拟的协调器、路由、终端节点的网络拓扑图，以及采集的传感数据和传输地址。
通过本方案可以根据具体需求设计更多的功能，应用场合和适用范围较广。
计方案如图1所示。
本文的设计方案主要是通过两个传感器节点分别测量芯片的温度和芯片的电源电压，每隔两秒通过无线通信的方式分别将传感器的数据打包发送给路由，路由接收到无线数据后，将数据封装成“传感数据消息”通过无线方式发送给“协调器”。
协调器将接收到的数据，对无线数据进行解析，按照ZigBee Sensor Monitor 软件规定的指令格式，将提取的消息重新封装成“网关报告消息”，通基于Basic RF传输协议的多对一组网通信设计无锡职业技术学院 王 振 周 明 马 睿 潘 健图1 无线组网总体设计方案随着2020两会的召开，较往年出现了更多的政协委员、人大代表关注物联网、大数据等技术，物联网技术将日渐成熟，围绕物联网技术落地的智慧城市、智慧农业、智能家居、智慧养老、车联网、NB-IoT 网络。
Lora 网络等物联网产业将具备规模化基础，物联网通过无线通信连接万物的特点，将悄然无息地改变我们的生活。
如今，无线传感网络技术方面百花齐放，NB-IOT 技术，LoRa 无线技术，ZigBee 技术，以及蓝牙技术等无线通信方式，都各具特色，功能强大。
自主研发新的无线通信方式是我国物联网发展的根本大事，并且无线组网通信也不容忽视，往后的发展中物与物之间，又或者是多个物体之间，进行数据通信，无线组网通信起到重要角色。
本文旨在讲述一种基于Basic RF 传输协议，并在其协议代码基础上进行创新改进，使用CC2530单片机模块实现与Z-Stack 协议栈类似的简易的组网通信功能，并且能够设定协调器，路由，传感器节点的角色进行组网通信，以此实现无线传感网络的效果。
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任务实施
（90min）
一、设备准备（5min，PPT第29页）
学生根据【设备清单表】进行设备准备。
二、讲解建议的实施步骤（5min，PPT第30页）
教师RF的软件开发环境（5min，PPT第31-32页）
学生根据参考资料开展实践，教师巡查学生任务实施的情况，解答学生遇到的问题。
任务小结
（5min）
一、任务小结（5min，PPT第45页）
教师总结本任务所学的知识点与技能点。
听讲
借助思维导图帮助学生梳理任务学习的主要知识点和技能操作步骤，有助于课后巩固。
思维导图
任务拓展
（5min）
一、布置任务拓展题，作为课后作业（2min，PPT第47页）
教师讲解任务拓展题要求。
二、简单分析解题思路（3min，PPT第47页）
1.课程性质与定位；
2.课程教学目标；
3.课程教学内容；
4.课程教学实施；
5.课程考核评价。
听讲
本次课为本门课程第一次课，通过教师对课程标准相关内容的介绍（性质与定位、教学目标、教学内容、考核方式等），学生可对本门课程的学习有所了解。
PPT
二、课程导入（5min，PPT第2-4页）
引导案例：智能家居应用场景。
（2）要完成本任务要求，需要做哪些知识储备？
2.教师介绍任务1.1的课程结构；
3.学生以小组为单位研讨并制定任务计划。
听讲、
做任务计划
通过问题和课程结构介绍，引导学生明确实现本任务所需的知识点和技能点。
学生分组研讨制定任务计划，培养其职业能力和团队协作能力。
PPT、
实操视频
知识储备
（35min）
一、认识IEEE 802.15.4、ZigBee和Basic RF（6min，PPT第13-16页）
3.提升自我展示能力：讲述、说明、表述和回答问题；
4.培养可持续发展能力：利用书籍或网络上的资料帮助解决实际问题。
教学
重点
1.IEEE802.15.4、ZigBee与BasicRF的概念与三者的关系；
2.BasicRF的工程架构与示例程序工作流程；
3.BasicRF软件开发环境的搭建与使用。
教学
难点
学生根据参考资料开展实践，教师巡查学生任务实施的情况，解答学生遇到的问题。
七、编译下载程序（10min，PPT第39页）
学生根据参考资料开展实践，教师巡查学生任务实施的情况，解答学生遇到的问题。
八、搭建硬件环境（15min，PPT第40页）
学生根据参考资料开展实践，教师巡查学生任务实施的情况，解答学生遇到的问题。
3.掌握Basic RF Layer的相关概念及其工作机制。
能力目标
1.会搭建TICC2530芯片的开发环境并完成工程的建立、配置、调试与下载；
2.会使用Basic RF协议进行点对点的无线通信。
素质目标
1.培养谦虚、好学、勤于思考、认真做事的良好习惯：严谨的开发流程和正确的编程思路；
2.培养团队协作能力：相互沟通、互相帮助、共同学习、共同达到目标；
教师给出解题思路。
听讲
通过课后任务拓展题检验学生对本任务的重点和难点的掌握情况，培养其举一反三的能力。
PPT
教学反思
九、结果验证（10min，PPT第41页）
学生观察实验结果与调试工作。
十、填写【实施纪要表】（15min，PPT第30页）
填写【实施纪要表】，记录任务实施过程的注意点和心得体会。
分组开展任务实施
教材建议的实施步骤遵循工作过程导向的原则。
学生参考此步骤实施，可对其职业能力进行培养。
另外，通过对【实施纪要表】的填充，学生可养成严谨、认真的工作态度以及善于总结的工作方式。
四、建立基于BasicRF的程序框架（10min，PPT第33-34页）
学生根据参考资料开展实践，教师巡查学生任务实施的情况，解答学生遇到的问题。
五、建立节点的编译配置项（10min，PPT第35-37页）
学生根据参考资料开展实践，教师巡查学生任务实施的情况，解答学生遇到的问题。
六、在工程中编写代码（5min，PPT第38页）
听讲
帮助学生梳理各个任务点，为学习指明路径。
教师介绍完任务的结构后，演示任务完成效果，学生将对本任务的要求有一个感性的认识，同时也能吸引其注意力，激发其学习的积极性。
PPT
四、任务分析与计划（13min，PPT第10-11页）
1.引导问题；
（1）要为智能家居控制系统建立点对点通信网络，你认为可以选择哪种通信技术？
建立、配置与下载基于BasicRF的工程。
教法与
学法
讲授法、任务驱动法、讨论法等。
教学手段及资源
教材、PPT、课堂任务单、思维导图、实操视频。
学情
分析
使用
教材
《物联网组网技术应用》。
教学环节（时间分配）
教学内容与教师活动
学生
活动
设计意图
教学手段
课前准备
（35min）
一、教师说课-课程整体设计（10min，课程整体设计PPT）
1.什么是IEEE 802.15.4；
2.什么是ZigBee；
3.什么是BasicRF；
4.三者之间的关系。
二、认识Basic RF的软硬件开发平台（14min，PPT第17-19页）
2530射频单片机概述；
引导问题：
（1）你所知道的可支持Basic RF通信的硬件有哪些？
2530调试下载器；
教材、PPT
任务检查与评价
（10min）
一、经验分享（7min，PPT第43页）
当天轮到的小组选派代表分析本组实施经验；
二、自评和互评（3min，PPT第43页）
1.小组各成员参照评价标准完成自评；
2.完成对其他小组的评价。
各组自评、互评
学生通过对自己的实施过程和经验的介绍，锻炼自我展示能力。
课堂任务单
3.IAREWfor8051介绍
三、深入了解Basic RF（5min，PPT第20-23页）
1.Basic RF工程架构；
2.Basic RF层介绍；
引导问题：
（1）硬件抽象层的作用？
（2）BasicRF层的作用？
3.Basic RF软件包示例程序分析。
四、硬件选型分析（5min，PPT第24-25页）
1.引导问题；
（1）说一说：生活中有哪些应用是属于智能家居的范畴？
（2）智能家居的系统构成如何？
自发回答引导问题
由案例引出任务，通过引导问题激发学生的学习兴趣和积极性。
PPT
三、任务描述与要求（7min，PPT第8页）
1.教师围绕“智能家居控制系统”应用场景讲解本任务的要求；
2.演示任务1.1的完成效果。
《物联网组网技术应用》课程教案
学年度 第学期
项目名称
项目一 智能家居控制系统
授课教师
授课时间
课题名称
1.1任务1建立BasicRF点对点通信网络
授课班级
授课类型
新授课
课时
4
教学
目标
知识目标
1.了解Basic RF和ZigBee无线通信技术的特点及其应用场景；
2.掌握CC2530无线单片机的特性与相关外设的工作原理；
1.讲解NEWLab实验平台的接口功能；
2.讲解ZIGBEE模块的主要硬件资源。
五、软件编程实现要点分析（5min，PPT第26-27页）
1.如何实现无线发送数据；
2.如何判断收到数据的内容；
3.如何翻转板载LED灯。
听讲
学生通过教师设计的“引导问题”、“练一练”，带着问题学习任务实施所需的知识点，在必要时即时动手实践，可有效地提高其学习的主动性。