基于Zigbee的SHT10温湿度数据采集系统(已实现控制12个终端节点)——Zigbee协调器主要代码解析

article/2025/8/24 9:24:42

之前实现了基于Zigbee的SHT10温湿度数据采集系统，这里来重新复盘一些主要的知识和代码。

写在前面：

  • 1 功能介绍：使用Zigbee终端节点采集环境的温度和湿度数据，然后将数据无线发送的Zigbee协调器，最后在电脑端显示获得到的数据。
  • 2 我没有让Zigbee终端节点 使用周期定时发送，而是通过电脑端的串口来控制 ，即：当电脑需要数据时，就返回终端节点的数据；不需要时终端节点就不会上传数据。 我这样的做法比较方便，因为选择什么时间上传 和 多久上传一次都可以由自己来决定！
  • 3 我设计的Zigbee协调器和Zigbee终端节点没有采用广播的发送方式，因为我之前要控制12个节点，广播的效果实在不太好，而且对首发时间的要求并不算高，所以我采用“单播轮询”的发送方式。
  • 4关于地址的选择，我没有使用64位的IEEE地址，我用的16位的短地址PANID，当然这些在AF_DataRequest（）函数都写得很清楚。
  • 5其余细节在说代码的时候，具体再说。

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下面主要介绍一下，Zigbee协调器的SampleApp.c文件的代码：
首先，我们要配置与电脑通信的串口。
这里别忘了在SampleApp.c头文件引入串口头文件#include “hal_uart.h”，我们的波特率设置为115200.

/*  串口基本定义    */
#define MY_DEFINE_UART_PORT 0     //自定义串口号(0,1);
#define RX_MAX_LENGTH       20    //接收缓冲区最大值： 20个字节；
uint8   RX_BUFFER[RX_MAX_LENGTH]; //接收缓冲区；void UartCallBackFunction(uint8 port , uint8 event); //回调函数声明，定义在最后面；/*   配置串口      */
halUARTCfg_t uartConfig; //定义串口配置结构体变量；
void Uart_Config(void); //函数声明；
void Uart_Config(void)  //函数定义；//结构体的定义函数
{ uartConfig.configured            = TRUE;  //允许配置；uartConfig.baudRate              = HAL_UART_BR_115200;//波特率；uartConfig.flowControl           = FALSE;uartConfig.flowControlThreshold  = 64;   //don't care - see uart driver.uartConfig.rx.maxBufSize         = 128;  //串口接收缓冲区大小uartConfig.tx.maxBufSize         = 128;  //串口发送缓冲区大小uartConfig.idleTimeout           = 6;    //don't care - see uart driver.uartConfig.intEnable             = TRUE; //使能中断uartConfig.callBackFunc          = UartCallBackFunction; //指定回调函数名；
}
  • 下面是我的串口回调函数static void UartCallBackFunction(uint8 port , uint8 event)。
  • 在里面我用osal_set_event自定义了任务事件，SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT1，即：当接收到的字符为01或者02或者03时，在任务事件处理函数，SampleApp_ProcessEvent里处理相应的事件。
  • 01 控制终端节点1~终端节点4（我试过01，控制6个节点效果也是可以的，很少丢包）
  • 02控制终端节点5~终端节点8
  • 03控制终端节点9~终端节点12
static void UartCallBackFunction(uint8 port , uint8 event)
{uint8 shuang[2]={0,0};uint16 nlen = 0; //接收到字符串大小；if(event !=HAL_UART_TX_EMPTY){nlen = HalUARTRead(0,shuang,2);if(nlen > 0) //有数据存在；{if((shuang[0] ==0x30)&&(shuang[1]==0x31))//01 //1END~4END{        chose=1;x1=1;x2=1;x3=1;x4=1;osal_set_event(SampleApp_TaskID,SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT1);            }else if((shuang[0] ==0x30)&&(shuang[1]==0x32))//02 //4END~8END{chose=2;x5=1;x6=1;x7=1;x8=1;//osal_set_event(SampleApp_TaskID,SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT1);           }else if((shuang[0] ==0x30)&&(shuang[1]==0x33))//03 //9END~12END{chose=3;x9=1;xa=1;xb=1;xc=1;//9~12osal_set_event(SampleApp_TaskID,SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT1);            }}} 
}

下面介绍一下Zigbee协调器的接收消息事件 处理函数SampleApp_MessageMSGCB。

  • 这里有的人会问。为什么你的接收咋就没有short address和endpoint，直接上来就判断clusterId？
  • 因为这个SampleApp_MessageMSGCB( )函数是属于应用层范畴，你的short address和endpoint在NWK层就被解析了我们在APP层就区分一下clusterId就可以了。
  • 接收的数据一共分为两类：其中SAMPLEAPP_P3P1_CLUSTERID是接收1~9号终端节点返回的PANID
  • SAMPLEAPP_P3P2_CLUSTERID是接收10~18号节点返回的PANID.（不是我写错了，因为去年我需要控制18个Zigbee终端节点，当然控制12个这么写也没错）
  • SAMPLEAPP_P2P1_CLUSTERID~SAMPLEAPP_P2PC_CLUSTERID是1到12号Zigbee终端节点返回的SHT10传感器温度和湿度的DATA。
void SampleApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt )
{switch ( pkt->clusterId ){case SAMPLEAPP_P3P1_CLUSTERID://接受终端  网络ID的镞//ok//1~9{Addrtable[(pkt->cmd.Data[0]*10)+(pkt->cmd.Data[1])]=(((uint16)pkt->cmd.Data[2])<<8)|(((uint16)pkt->cmd.Data[3])&0x00ff);//初始化D2P1SEL&=0Xfd;//1111 1101P1DIR|=0x02;  //P11定义为输出0000 0010P1_1 =0;}break;case SAMPLEAPP_P3P2_CLUSTERID://接受终端  网络ID的镞//ok//10~18{Addrtable[(pkt->cmd.Data[0]*10)+(pkt->cmd.Data[1])]=(((uint16)pkt->cmd.Data[2])<<8)|(((uint16)pkt->cmd.Data[3])&0x00ff);//初始化D2P1SEL&=0Xfd;//1111 1101P1DIR|=0x02;  //P11定义为输出0000 0010P1_1 =0;}break;case SAMPLEAPP_P2P1_CLUSTERID:{if(x1==1){HalUARTWrite(0, pkt->cmd.Data, pkt->cmd.DataLength);x1=0;}}break;case SAMPLEAPP_P2P2_CLUSTERID:{if(x2==1){HalUARTWrite(0, pkt->cmd.Data, pkt->cmd.DataLength);x2=0;}}break;case SAMPLEAPP_P2P3_CLUSTERID:{if(x3==1){HalUARTWrite(0, pkt->cmd.Data, pkt->cmd.DataLength);x3=0;}}break;case SAMPLEAPP_P2P4_CLUSTERID:{if(x4==1){HalUARTWrite(0, pkt->cmd.Data, pkt->cmd.DataLength);x4=0;} }break;case SAMPLEAPP_P2P5_CLUSTERID:{if(x5==1){HalUARTWrite(0, pkt->cmd.Data, pkt->cmd.DataLength);x5=0;}}break;case SAMPLEAPP_P2P6_CLUSTERID:{if(x6==1){HalUARTWrite(0, pkt->cmd.Data, pkt->cmd.DataLength);x6=0;}}break;case SAMPLEAPP_P2P7_CLUSTERID:{if(x7==1){HalUARTWrite(0, pkt->cmd.Data, pkt->cmd.DataLength);x7=0;}}break;case SAMPLEAPP_P2P8_CLUSTERID:{if(x8==1){HalUARTWrite(0, pkt->cmd.Data, pkt->cmd.DataLength);x8=0;}}break;case SAMPLEAPP_P2P9_CLUSTERID:{if(x9==1){HalUARTWrite(0, pkt->cmd.Data, pkt->cmd.DataLength);x9=0;}}break;case SAMPLEAPP_P2Pa_CLUSTERID://10{if(xa==1){HalUARTWrite(0, pkt->cmd.Data, pkt->cmd.DataLength);xa=0;}}break;case SAMPLEAPP_P2Pb_CLUSTERID://11{if(xb==1){HalUARTWrite(0, pkt->cmd.Data, pkt->cmd.DataLength);xb=0;}}break;case SAMPLEAPP_P2Pc_CLUSTERID://12{if(xc==1){HalUARTWrite(0, pkt->cmd.Data, pkt->cmd.DataLength);xc=0;}}break;}
}

下面介绍一下Zigbee协调器的数据请求函数void SAMPLEAPP_TO_jiedian_shang(uint16 addr)。

  • 在AF_DataRequest里我选择数据发送形式为单播，16位
  • shortAddr的短地址为各个终端节点的PANID。
  • SAMPLEAPP_ENDPOINT为20。
  • SAMPLEAPP_P2P_CLUSTERID为4
    -这个函数的作用就是依次向终端节点发送数据请求，然后终端节点就会返回温湿度的数据
//数据请求函数
void SAMPLEAPP_TO_jiedian_shang(uint16 addr)
{SampleApp_P2P_DstAddr.addr.shortAddr=Addrtable[addr];char theMessageData[]="DATA";if ( AF_DataRequest( &SampleApp_P2P_DstAddr, &SampleApp_epDesc,SAMPLEAPP_P2P_CLUSTERID,//4(byte)osal_strlen( theMessageData )+1,(byte * )&theMessageData,&SampleApp_TransID,AF_DISCV_ROUTE,AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS ){}else{// Error occurred in request to send.}
}

除了SHT10之外，我还加了烟雾传感器，OLED显示屏和一个指示灯，当温度、湿度超过阈值时，指示灯闪烁。后期让好朋友用SolidWorks给Zigbee板子做了一个外壳，看起来更好一看些。
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下一期，有时间再说一下我程序的Zigbee终端节点相关代码解析。
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