:::warning ZigBee 3.0 多节点组网实战 ::: 系统演示：https://www.bilibili.com/video/BV1UZ4y1Q7M8/

一、面向领域

本方案面向对通信稳定性、响应速度和和通信距离要求较为一般的课程设计或者功能验证Demo领域。

二、技术方案原理简述

技术方案原理图如下所示：
ZigBee 3.0 多节点组网实战 - 图1
本系统由ZigBee协调器、ZigBee终端和PC端上位机组成，其技术原理如下：

  1. ZigBee协调器开启组网和关闭组网两个模式：A.在开启组网模式下，允许ZigBee终端加入到协调器中；B.在关闭组网模式下，不允许ZigBee终端加入到协调器中；C.ZigBee协调器接通电源后，默认进入到关闭组网模式
  2. ZigBee协调器支持以下两种方式在开启组网和关闭组网模式之间切换：A.利用ZigBee协调器的板载按钮进行模式切换，即在关闭组网模式时，用户按一下后进入开启组网模式；在开启组网模式时，用户按一下后进入关闭组网模式；B.利用PC端上位机向ZigBee协调器发送串口指令来进行模式切换，即在关闭组网模式时，ZigBee协调器接收到PC端上位发送过来的串口指令”4A5401FF“后进入开启组网模式；在开启组网模式时，ZigBee协调器接收到PC端上位发送过来的串口指令”4A5402FF“后进入关闭组网模式。其中”4A54“为帧头，”FF“为帧尾，中间的字节为命令。
  3. A.ZigBee协调器在开启组网模式时，板载的LED灯需要闪烁（一个亮灭周期为1000毫秒）；B.ZigBee协调器在关闭组网模式时，板载的LEB灯需要常亮
  4. ZigBee协调器的组网模式有两种：A.在自由组网模式时，允许所有ZigBee终端加入到本协调器中；B.管控组网模式，只允许白名单中的ZigBee终端加入到本协调器中。
  5. ZigBee协调器的组网模式的切换方式：A.利用ZigBee协调器的板载按钮进行模式切换，即在自由组网模式时，用户按一下后进入管控组网模式；在管控组网模式时，用户按一下后进入自由组网模式；B.利用PC端上位机向ZigBee协调器发送串口指令来进行模式切换，即在自由组网模式时，ZigBee协调器接收到PC端上位发送过来的串口指令”4A5403FF“后进入管控组网模式；在管控组网模式时，ZigBee协调器接收到PC端上位发送过来的串口指令”4A5406FF“后进入自由组网模式。其中”4A54“为帧头，”FF“为帧尾，中间的字节为命令。
  6. PC上位机向ZigBee协调器发送串口指令”4A5404FF“后，每隔1秒返回一个已加入到ZigBee协调器的ZigBee终端设备的MAC地址并在上位机中显示，直至返回所有的ZigBee终端MAC地址。其中，返回的MAC地址格式为：4A54051122334455667788FF
  7. 支持通过PC上位机向ZigBee协调器发送串口指令”4A54071122334455667788FF“设置管控模式所需的白名单终端，其中”4A54“为帧头，”FF“为帧尾，中间的字节为白名单设备的MAC地址
  8. PC上位机向ZigBee协调器发送串口指令”4A5408FF“后，每隔1秒返回一个管控模式白名单的MAC地址并在上位机中显示，直至返回白名单中的所有MAC地址。其中，返回的MAC地址格式为：4A54091122334455667788FF
  9. 支持通过串口通信的让ZigBee协调器给指定的终端发送指定的数据，发送数据指令为：4A5410+ZigBee终端MAC地址+数据长度（两个字节）+数据内容+FF
  10. ZigBee终端在未入网前LED灯常亮
  11. ZigBee终端上有一按钮，长按5秒后（一个IO给低电平超过5秒）进入入网状态
  12. ZigBee终端在入网状态时，A.LED灯闪烁，一个亮灭周期为500毫秒；B.寻找此时处于开启组网模式中的ZigBee协调器，并加入其中。加入后，LED灯慢速闪烁，一个亮灭周期为2000毫秒
  13. 支持通过串口通信的让ZigBee终端给协调器发送指定的数据，发送数据指令为：4A5411+数据长度（两个字节）+数据内容+FF
  14. ZigBee协调器与终端的串口通信波特率为：115200（其他参数默认）
  15. ZigBee协调器最大支持100个终端加入到网络中

    三、主要硬件组成

  • Zigee 协调器：见评论区

  • ZigBee 终端：见评论区

    四、主要技术参数

  • ZigBee 无线通信距离：空旷空间下相邻节点的通信距离约为250米

  • ZigBee 无线通信速率：240kb/s（理论值）
  • ZigBee 电磁波频率：2.4GHz
  • ZigBee 应用协议版本：ZigBee 3.0
  • ZigBee 核心协议版本：ZigBee 2007 Pro
  • ZigBee 无线通信时延：<= 1秒

  • ZigBee协调器支持的终端数量：100个（特别地，本Demo使用1个协调器+4个终端作为演示）

    六、相关开发环境

  • 主要开发语言：C/C++

  • TI ZigBee官方开发工具：IAR
  • 编程器软件：IARSmartRF Flash Programmer
  • 善学坊串口调试助手
  • 程序编辑器和代码浏览器：SourceInsight

  • 代码编辑器：Sublime Text

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