項目5智慧園區(qū)-園區(qū)數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)安裝與調(diào)試任務(wù)3智能路燈控制系統(tǒng)搭建01、職業(yè)能力目標04、任務(wù)實施02、任務(wù)描述與要求05、任務(wù)小結(jié)03、知識儲備職業(yè)能力目標Contents01

能夠搭建和配置ZigBee無線通信網(wǎng)絡(luò)。

會使用配置工具配置ZigBee終端?！韭殬I(yè)能力】任務(wù)描述與要求Contents02【任務(wù)描述與要求】任務(wù)描述23按設(shè)備連線圖要求正確完成設(shè)備的安裝和連線;完成對ZigBee通信終端設(shè)備的正確配置;項目要求對路燈控制進行改造，要求在原有路燈的基礎(chǔ)上采用zigbee無線通信技術(shù)加裝遠程控制功能。完成云平臺和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的配置，實現(xiàn)云平臺遠程控制設(shè)備。1具體要求知識儲備Contents045.3.1ZigBee無線通信技術(shù)基礎(chǔ)知識1.ZigBee無線通信技術(shù)概述布ZigBee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗個域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)這個協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、高數(shù)據(jù)速率。主要適合用于自動控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。5.3.1ZigBee無線通信技術(shù)基礎(chǔ)知識2.ZigBee節(jié)點類型布

ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點主要有三種類型：協(xié)調(diào)器節(jié)點、路由節(jié)點、終端節(jié)點；其功能如下：1）協(xié)調(diào)器節(jié)點：管理整個ZigBee網(wǎng)絡(luò)，而且在通常情況下也僅有一個這樣的協(xié)調(diào)節(jié)點。協(xié)調(diào)節(jié)點負責建立網(wǎng)絡(luò)。在這個過程中，它選擇網(wǎng)絡(luò)中用于不同終端節(jié)點設(shè)備通信的通道。同時，ZigBee的協(xié)調(diào)節(jié)點往往還作為網(wǎng)絡(luò)安全控制的信任中心。5.3.1ZigBee無線通信技術(shù)基礎(chǔ)知識2.ZigBee節(jié)點類型布2）路由節(jié)點：在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中扮演著協(xié)調(diào)節(jié)點和終端節(jié)點之間的中間人角色。路由節(jié)點需要首先通過協(xié)調(diào)節(jié)點的準許加入網(wǎng)絡(luò)，然后開始進行協(xié)調(diào)節(jié)點和設(shè)備節(jié)點間的路由工作。該工作包括了路徑的建立和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。路由節(jié)點同樣具有允許其它路由和終端節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)的權(quán)限。3）終端節(jié)點：是ZigBee網(wǎng)絡(luò)中最簡單且基本的設(shè)備，而且通常情況下ZigBee終端節(jié)點往往是低功率低能耗的，如運動傳感器，溫度傳感器，智能燈泡等等。終端節(jié)點設(shè)備必須首先加入網(wǎng)絡(luò)才能與其他設(shè)備通信。但是，與協(xié)調(diào)節(jié)點和路由節(jié)點不同，終端節(jié)點設(shè)備不會路由任何數(shù)據(jù)，也沒有權(quán)限允許其他設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)。5.3.1ZigBee無線通信技術(shù)基礎(chǔ)知識3.ZigBee組網(wǎng)過程布1）協(xié)調(diào)器啟動網(wǎng)絡(luò)，進行網(wǎng)絡(luò)初始化。ZigBee網(wǎng)絡(luò)初始化只能是由協(xié)調(diào)器發(fā)起的，一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)中有且僅有一個ZigBee協(xié)調(diào)器，一旦網(wǎng)絡(luò)建立好了，協(xié)調(diào)器就退化成路由的角色，甚至是可以去掉協(xié)調(diào)器的，這一切得益于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的分布式特性。注意：一個網(wǎng)絡(luò)里，有且只能有一個協(xié)調(diào)器(coordinator)；組網(wǎng)過程如圖所示。5.3.1ZigBee無線通信技術(shù)基礎(chǔ)知識3.ZigBee組網(wǎng)過程布2）節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)。其中節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)又包括兩個步驟：通過與協(xié)調(diào)器連接入網(wǎng)和通過已有父節(jié)點入網(wǎng)。ZigBee的網(wǎng)絡(luò)支持星狀、樹狀和網(wǎng)狀（mesh）網(wǎng)絡(luò)拓撲，如圖所示。5.3.2ZigBee組網(wǎng)參數(shù)1.工作信道CHANNEL布ZigBee通信使用的是免執(zhí)照的工業(yè)科學醫(yī)療（ISM）頻段，其支持3個頻段通信，分別為：868MHz（歐洲）、915MHz（美國）、2.4GHz（全球）。ZigBee在這3個頻段中定義了27個物理信道，其中，868MHz頻段定義了1個信道，915MHz頻段附近定義了10個信道，信道間隔為2MHz，2.4GHz頻段定義了16個信道，信道間隔為5MHz，如圖所示。5.3.2ZigBee組網(wǎng)參數(shù)1.工作信道CHANNEL布1）在我國通常支持的免費頻段是2.4G，而ZigBee信道中屬于2.4G頻段的信道號是11-26。因此，在配置zigbee終端的時候，通常信道號（也叫channel）只能選擇11-26的值。2）由于ZigBee，Wifi和Bluetooth都使用2.4G頻段，因此會存在相互干擾的問題，其中Zigbee的15、20、25、26信道與Wi-Fi信道沖突較?。凰{牙基本不會沖突；無線電話盡量不與ZigBee同時使用。3）兩個ZigBee通信終端要互相通信，必須保證信道號是一樣的。5.3.2ZigBee組網(wǎng)參數(shù)2.個域網(wǎng)PANID布當一個環(huán)境中存在多個Zigbee網(wǎng)絡(luò)時，16個信道可能就不夠用了，如果兩個網(wǎng)絡(luò)設(shè)置在同一個默認信道，就有可能A的終端加到B的網(wǎng)絡(luò)中去。解決這個問題的方法是使用PANID給網(wǎng)絡(luò)編號。為同一信道下的不同PANID組網(wǎng)情況；如圖所示。5.3.2ZigBee組網(wǎng)參數(shù)2.個域網(wǎng)PANID布整個個域網(wǎng)中的所有設(shè)備共享同一個PANID。ZigBee設(shè)備的PANID可以通過程序預先指定，也可以在設(shè)備運行期間，自動加入到一個附近的PAN中。每個ZigBee網(wǎng)絡(luò)只允許有一個ZigBee協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器在上電啟動后掃描現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境，選擇信道和網(wǎng)絡(luò)標識符，然后啟動網(wǎng)絡(luò)。PANID是由4位16進制數(shù)組成，可選數(shù)值范圍為0x0000~0xFFFF，其中0xFFFF比較特殊，如果協(xié)調(diào)器的PANID為0xFFFF時，則協(xié)調(diào)器會隨機產(chǎn)生一個值作為自己的PANID；如果路由器和終端設(shè)備的PANID配置為0xFFFF時，則會在自己的默認信道上隨機選擇一個網(wǎng)路加入，加入之后協(xié)調(diào)器的PANID即為自己的PANID。5.3.2ZigBee組網(wǎng)參數(shù)3.ZigBee設(shè)備的地址-IEEE地址布也叫做擴展地址，這是一個8字節(jié)的64位地址，由設(shè)備商固化到設(shè)備中，地址由IEEE發(fā)配，剛買的開發(fā)板芯片上的IEEE地址一般應(yīng)該為全F，這是由于這個芯片還沒有分配地址?？梢允褂肨I的flash編程軟件燒寫一個IEEE地址，如圖所示。5.3.2ZigBee組網(wǎng)參數(shù)3.ZigBee設(shè)備的地址-短地址布ZigBee短地址是一個16位的地址，取值范圍在0x0000~0xFFFF之間；可以通過程序預先指定，或者由其上一級的節(jié)點給其分配。其中有幾個特殊的地址：

0xFFFF-對全網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備進行廣播的廣播地址；0xFFFE-如果目的地址為這個地址的話，那么應(yīng)用層將不指定目標設(shè)備，而是通過協(xié)議棧讀取綁定表來獲得相應(yīng)目標設(shè)備的短地址；0xFFFD-如果在命令中將目標地址設(shè)為這個地址的話那么只對打開了接收的設(shè)備進行廣播。

0xFFFC-廣播到協(xié)調(diào)器和路由器；0x0000-是協(xié)調(diào)器設(shè)備的地址；任務(wù)實施Contents05任務(wù)實施前必須先準備好以下設(shè)備和資源:【任務(wù)實施】1.實驗設(shè)備介紹（2）T0222采集控制器（1）ZigBee通信終端1.實驗設(shè)備介紹1）通訊指示燈：對于燈常亮說明允許入網(wǎng)，燈滅說明不允許入網(wǎng)。2）連接指示燈：對于協(xié)調(diào)器燈常亮說明已建立ZigBee網(wǎng)絡(luò)，燈滅表示未建立

ZigBee網(wǎng)絡(luò)；對于路由器燈閃爍表示入網(wǎng)成功，燈滅表示未入網(wǎng)。3）功能按鍵：短按設(shè)置允許入網(wǎng)或關(guān)閉入網(wǎng)，長按3S，退出網(wǎng)絡(luò)。4）電源指示燈：開機后指示燈點亮。5）RS485接口：可用于配置設(shè)備和連接外部RS485設(shè)備進行協(xié)議透傳。6）電源選擇開關(guān)：撥至ON時，接通內(nèi)部電池，撥到OFF時，斷開連接內(nèi)部電池。（2）T0222采集控制器（1）ZigBee通信終端1.實驗設(shè)備介紹7）電源/通訊接口：可用來供電和充電外，還可以通過該接口配置設(shè)備，波特率

115200。8）充電指示燈：電池充電時指示燈亮起，充滿后指示燈滅。9）就緒指示燈：電池充滿電后指示燈亮起。10）輸出引腳：共5個，輸出0時，DO口與GND導通，輸出1時，DO口浮空。11）信號地：使用DI口或DO口時需要接信號地線。12）輸入引腳：共5個，可以采集+5V電平邏輯的開關(guān)量信號，每隔100mS采集一次。（2）T0222采集控制器（1）ZigBee通信終端1.實驗設(shè)備介紹產(chǎn)品功能：2路光耦輸入（5-24V）；2路繼電器輸出；2路12位分辨率模擬量輸入；1路24位分辨率PT100采集；支持波特率：2400,4800,9600,19200,38400,115200（可以通過軟件修改，默認9600）（2）T0222采集控制器（1）ZigBee通信終端1.實驗設(shè)備介紹（2）T0222采集控制器（1）溫濕度變送器產(chǎn)品特點：DC7-30V寬壓供電；RS485通訊光電隔離，輸入光耦隔離，繼電器輸出觸點隔離；通訊接口支持RS232、RS485、可拓展網(wǎng)口、4G、WIFI；支持標準ModbusRTU/TCP/ASCII協(xié)議；可以設(shè)置0-255個設(shè)備地址，通過軟件設(shè)置；具有閃開、閃斷功能，可以在指令里邊帶參數(shù)、操作繼電器開一段時間自動關(guān)閉。2.配置設(shè)備參數(shù)（2）ZigBee路由配置（1）ZigBee協(xié)調(diào)器配置1）取一個ZigBee通訊終端，將Zigbee電源/通訊接口連接至計算機的USB口，電源開關(guān)撥至OFF。D口轉(zhuǎn)USB線ZigBee通訊終端（3）T0222采集控制器配置計算機端打開ZigBee配置工具：1）選擇正確的串口號并打開；2）讀取ZigBee設(shè)備的參數(shù)；3）配置設(shè)備類型為協(xié)調(diào)器（coordinator），配置完點擊設(shè)置按鈕；配置PANID（自定如：0020），通道號（自定如20），設(shè)備ID必須配置為0000，配置完點擊設(shè)置按鈕。（2）ZigBee路由配置（1）ZigBee協(xié)調(diào)器配置（3）T0222采集控制器配置2.配置設(shè)備參數(shù)4）配置RS485接口的傳輸參數(shù)，波特率：9600，數(shù)據(jù)位：8，校驗位：NONE，停止位：1，配置完點擊設(shè)置按鈕。5）全部配置完畢后關(guān)閉串口和配置工具。（2）ZigBee路由配置（1）ZigBee協(xié)調(diào)器配置（3）T0222采集控制器配置2.配置設(shè)備參數(shù)（2）ZigBee路由配置（1）ZigBee協(xié)調(diào)器配置另取一個ZigBee通訊終端將Zigbee電源/通訊接口連接至計算機的USB口，電源開關(guān)撥至OFF。打開ZigBee配置工具，要求將設(shè)備類型配置為路由（router），配置設(shè)備ID（自定，如：0002，不能為0000），其它配置和協(xié)調(diào)器設(shè)備一致。（3）T0222采集控制器配置2.配置設(shè)備參數(shù)2.配置設(shè)備參數(shù)——配置完成后進行ZigBee組網(wǎng)檢測指示燈（1）對于協(xié)調(diào)器，若連接指示燈常亮，則表示協(xié)調(diào)器已經(jīng)建立ZigBee網(wǎng)絡(luò)；若連接指示燈常滅，則表示協(xié)調(diào)器未建立ZigBee網(wǎng)絡(luò)。通訊指示燈常亮；說明允許入網(wǎng)；通訊指示燈常滅，說明關(guān)閉允許入網(wǎng)時。（2）對于ZigBee路由，若連接指示燈閃爍，則表示路由入網(wǎng)成功；若連接指示燈常滅，則表示路由未入網(wǎng)。通訊指示燈常亮；說明允許入網(wǎng)；通訊指示燈常滅，說明關(guān)閉允許入網(wǎng)時。功能鍵（1）短按。每短按一下功能鍵時，設(shè)備在允許入網(wǎng)和關(guān)閉允許入網(wǎng)間切換。允許入網(wǎng)時，通訊指示燈常亮；關(guān)閉允許入網(wǎng)時，通訊指示燈常滅（2）長按3秒。長按功能鍵3秒時，通訊指示燈開始閃爍，用于指示長按3秒時間到，此時釋放功能鍵，對于路由設(shè)備，將退出ZigBee網(wǎng)絡(luò)；對于協(xié)調(diào)器設(shè)備，將重新建立ZigBee網(wǎng)絡(luò)。2.配置設(shè)備參數(shù)——配置完成后進行ZigBee組網(wǎng)檢測（2）ZigBee路由配置（1）ZigBee協(xié)調(diào)器配置

本次使用DAM-T0222設(shè)備的RS485通信接口進行傳輸數(shù)據(jù)，需要先配置設(shè)備的地址和波特率。1）運行DMA-T0222廠家提供的“JYDAM調(diào)試”軟件，單擊“高級設(shè)置”按鈕，將通信方式改成從TCP改成“串口”方式，單擊“保存”按鈕，如圖所示。（3）T0222采集控制器配置2.配置設(shè)備參數(shù)（2）ZigBee路由配置（1）ZigBee協(xié)調(diào)器配置2）完成后，串口號選擇為USB轉(zhuǎn)RS232對應(yīng)的串口號，波特率選擇9600，單擊“打開端口”按鈕，如圖所示。（3）T0222采集控制器配置2.配置設(shè)備參數(shù)（2）ZigBee路由配置（1）ZigBee協(xié)調(diào)器配置3）打開端口完成后，在“配置參數(shù)”界面中單擊“讀取”按鈕，然后，將“COM口波特率”改成9600，“偏移地址”改成2，單擊“設(shè)定”按鈕，到這里我們完成了地址和波特率的配置，如圖所示。（3）T0222采集控制器配置2.配置設(shè)備參數(shù)認真識讀圖所示的設(shè)備連線圖，安裝和連線，保證設(shè)備連線正確。3.搭建硬件環(huán)境4.配置物聯(lián)網(wǎng)中心網(wǎng)關(guān)在物聯(lián)網(wǎng)中心網(wǎng)關(guān)配置界面中，完成連接器添加，其中“連接器設(shè)備類型”要選擇為NLEMODBUS-RTUSERVER，該類型可用于任何支持Modbus通信的設(shè)備。串口名稱：設(shè)備直連網(wǎng)關(guān)的RS485口時選擇/dev/ttyS3，設(shè)備連接網(wǎng)關(guān)的USB口時選擇/dev/ttySUSB+對應(yīng)的USB口號。如圖所示。（2）添加執(zhí)行器（1）新增連接器（3）測試功能4.配置物聯(lián)網(wǎng)中心網(wǎng)關(guān)打開新建的連接器“T0222采集控制器”欄目，在右邊點擊新增執(zhí)行器按鈕，完成路燈設(shè)備的添加。從機地址必須填寫為2（該項對應(yīng)T0222設(shè)備的地址）；如圖所示。

（2）添加執(zhí)行器（