【技能大賽真題】2019年物聯網國賽任務三題1-無線通訊系統

【技能大賽真題】2019年物聯網國賽任務三題1-無線通訊系統

XMF393 小蜜蜂筆記 / 廣東職院  歐浩源

【題目要求】：無線通訊系統

    Zigbee通信擁有短距離無線通信的能力，選用一個Zigbee節點盒（藍色），一個Zigbee模塊（黑色），實現點對點的數據傳輸通信，考覈選手Zigbee點對點知識的掌握，利用給定的工程實現任務。要求以下：
    <1> Zigbee網絡號PAN ID、信道號Channel ID請參考紙質附件給定的值。
    <2> 程序開始運行Zigbee節點盒LED一、LED2燈亮，Zigbee模塊D四、D三、D六、D5燈亮；
    <3> 單擊Zigbee節點盒SW1後，板上的LED一、LED2燈進入交替亮滅狀態（如LED1亮則LED2滅，LED2亮則LED1滅）；同時發送一個信息給Zigbee模塊，當Zigbee模塊收到這個信息後Zigbee模塊板上的D四、D三、D六、D5燈進入流水燈狀態。
    <4> 單擊Zigbee模塊上的SW1後，板上的D五、D六、D三、D4燈進入流水狀態；同時發送一個信息給Zigbee節點盒，當Zigbee節點盒收到這個信息後Zigbee節點盒板上的LED一、LED2進入呼吸燈狀態；
    <5> 單擊Zigbee模塊上的SW2後，重置兩個Zigbee板上的燈，Zigbee模塊D四、D三、D六、D5燈亮；Zigbee節點盒LED一、LED2燈亮。
    <6> 能重複實現以上步驟。
    <7> Zigbee節點盒要實現與PC端串口的通信功能，以便接收PC端軟件由串口發送過來的數據後，經過無線通信轉發給Zigbee模塊，再由Zigbee模塊將這個數據經過串口發送給Android端軟件。
    <8> Zigbee模塊要實現與Android端串口的通信功能，以便接收Android端軟件由串口發送過來的數據後，經過無線通信轉發給Zigbee節點盒，再由節點盒將這個數據經過串口發送給PC端軟件。

補充說明：
    <1> 在兩塊Zigbee板上的小辣椒（天線）上貼上「任務三題1」標籤紙，Zigbee節點盒經過USB轉串口線接入開發機電腦，Zigbee模塊經過公母直連串口線接入到移動互聯終端，兩個Zigbee板都要接上電源待裁判評判。
    <2> Zigbee節點盒與PC端鏈接的串口爲COM八、波特率爲115200，Zigbee模塊與移動互聯終端鏈接的串口爲COM2，波特率爲115200，要求編譯後的工程軟件直接運行就能讀取到相應的信息。

    任務三題1的第<7>和<8>項功能，仍是任務五題1第<3>和第<4>的實現基礎，也就是說，這個RF無線數據透傳功能沒法實現，任務五題1的部分功能也沒法得分。
任務五題1：點對點聊天系統。
    <3> 當在輸入消息文本框裏輸入相應的文本以後，點擊發送按鈕，將這條文本信息顯示在現實文本框的最後一行，同時把這條消息經過串口發送給任務三題1提供的Zigbee模塊，由模塊轉發給Zigbee節點盒最終由PC端接收並顯示該信息。
    <4> Android端接收到從Zigbee模塊串口發送過來相應的信息，則直接把該信息顯示在現實文本框的最後一行。

 

【硬件資源】Zigbee模塊與Zigbee節點盒的電路對照

注：關於Zigbee模塊的詳細資料，可詳見：XMF09B國賽Zigbee模塊資料彙總

 

【解題關鍵】：五個知識技能要點

    這是一道很是優秀的BasicRF綜合應用題目，僅僅掌握BasicRF點對點無線通訊相關的內容是很難在一個小時左右完成題目的。這道題目的重要知識點至少包括：
    <1> 基於BasicRF點對點通訊的無線數據收發。
    <2> 基於BasicRF點對點通訊的串口數據收發。
    <3> 基於BasicRF點對點通訊的I/O端口控制。 
    <4> 呼吸燈的是程序現實。
    <5> 簡單通訊協議的設計。
    <6> 多狀態切換的系統框架設計。

    <參考資料01>：基於BaiscRF點對點通訊的燈光控制

    <參考資料02>：基於BaiscRF點對點通訊的串口收發

    <參考資料03>：Zigbee模塊XMF09B國賽兼容版資料彙總

    <參考資料04>：BasicRF點對點無線通訊的應用開發核心要點

    <參考資料05>：BasicRf點對點與Z-Stack組網國賽官方提供API函數彙總

    <參考資料06>：十大傳感器模塊的接口電路與API函數資料彙總

 

【解題參考思路】：大約歸爲七個步驟。

    <1> 認真閱讀題目，至少三遍以上， 把題目中的要點摘錄至草稿紙上。

    <2> 頭腦中要初步造成整體的設計思路和清晰的實現步驟，最好能把基本的系統結構和應用邏輯勾勒過來，否則很難在短期內徹底解答該題目。
    <3> 先設計一個單獨的程序，實現呼吸燈的功能。呼吸燈的實現跟BasicRF點對點通訊沒有關係，但應該是本題的一個難點，你能夠選擇用定時器來實現PWM信號，也能夠用普通延時函數來實現。用定時器會涉及一些寄存器的設置和中斷的處理，因此，我採用了普通延時函數來實現，這也是一個比較快捷的方法。
    <4> 再設計一個單獨的程序，實現串口與RF無線之間的數據透傳功能。也就是利用串口助手等工具在PC端經過串口向A節點發送數據，A節點收到後經過RF無線發送到B節點，B節點收到數據後，再經過串口發送給PC端並在另外一個串口助手中顯示出來。反之亦然。 
注：看起來這裏雖然多寫了2個測試程序，但這是爲了掃除題目中最大的兩個技術障礙，使後面的應用程序開發的道路更順暢平臺。若是你對這兩部份內容很熟練的話，這個2個測試程序就免了。
    <5> 根據應用的具體要求和實現環境 設計點對點的通訊協議。在這裏我選擇了32字節的數組做爲無線傳輸的數據幀，其結構定義以下：
    第0字節：系統命令字。
    第1字節：數據域的有效長度。
    第2字節～第31字節：數據域。
    <6> 定義通訊協議中系統命令字。本題選擇狀態機做爲系統應用邏輯處理的基本思路，在這個步驟中實際上也把系統的具體切換狀態肯定了。 具體的命令字定義，你們能夠參考後面的源碼與註釋。
    <7> 按照系統設計思路和通訊協議，設計具體的應用程序，並調試。

【其餘資源】

    <1> 參考代碼詳見：核心關鍵源碼與註釋

    <2> HEX燒寫代碼下載：2019年國賽任務三題1-Zigbee節點盒

    <3> HEX燒寫代碼下載：2019年國賽任務三題1-Zigbee模塊

原文出處：https://www.cnblogs.com/ALittleBee/p/11199572.html