ZIG BEE 感知實習
學 校 ：南開科技大學 系 所 ：數位生活創意系 老 師 ：林正敏教授 1
教育部智慧生活整合性人才培育計畫
ZigBee生態感知實習課程
Intelligent living laboratory @ NKUT
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實驗目的 實驗器材料單 實驗器材介紹 創造ZigBee生態感知App 實驗成果
Intelligent living laboratory
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實驗目的
• 本實驗以Android智慧型裝置結合ZigBee 感知器，使Android智慧型裝置能讀取到 環境感知數值之學習與實驗。
• 本實驗課程，應用橋高科技的感測信號 採集板做環境感知數值的採集，再將 ZigBee訊號轉換成Android智慧型裝置能 接收的藍芽通訊，進行接收感知數值。
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實驗目的 實驗器材料單 實驗器材介紹 創造ZigBee生態感知App 實驗成果
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實驗材料單 • 本實驗所需器材元件如下表所示:
編號
器材名稱
數量
1
感測信號採集板
1
2
ZigBee CC2430
1
3
BT-232B-E(藍芽RS-232傳輸器)
1
4
TI CC2430 模擬器
1
5
RS-232公對公轉接頭
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實驗目的 實驗器材料單 實驗器材介紹 創造ZigBee生態感知App 實驗成果
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實驗器材介紹(1) 感測信號採集板 RS-232串接口
RS-232開關 TI CC2430
I/O使用切換
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感測器開關
濕 度
紫 外 線
溫 度
光 亮 度
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實驗器材介紹(2) ZigBee CC2430
8051微處理器
2.4G無線傳 輸頻率 2.0~3.6V電源
模擬器燒錄 接口 21支I/O Port
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實驗器材介紹(3) TI CC2430 模擬器
TI CC2430/31模擬器 可燒錄程式至CC2430
燒錄連接口 Intelligent living laboratory
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實驗器材介紹(3) BT-232B-E(藍芽RS-232傳輸器)
RS-232串接口
BT-232B-E原廠初始設定值 鮑率: 19200 bps 資料位元: 8 同步位元: 無 停止位元: 1 藍芽配對密碼預設為"1234" Intelligent living laboratory
電源為3.3~3.7 VDC
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實驗器材介紹(4) 修改RS-232 參數方法
透過作業系統之超級終端機設定指令集(請一律使用大寫字母)
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實驗器材介紹(5) 修改RS-232 參數方法
透過作業系統之超級終端機設定指令集(請一律使用大寫字母)
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實驗器材介紹(6) 修改RS-232 參數方法
透過作業系統之超級終端機設定指令集(請一律使用大寫字母)
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實驗器材介紹(7) 修改RS-232 參數方法
透過作業系統之超級終端機設定指令集(請一律使用大寫字母)
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實驗器材介紹(8) 修改RS-232 參數方法前置作業
RS-232轉USB BT-232B-E
插至桌電RS-232 接口處
BT-232B-E 筆電無RS-232接口 所以需轉USB
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實驗器材介紹(9) 修改RS-232 參數方法
COM9
透過裝置管理員查看USB COMPORT為何， 如使用桌上電腦COMPORT 則為1。 Intelligent living laboratory
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實驗器材介紹(10) 修改RS-232 參數方法
開啟電腦的超級終端機後， 我們要輸出該終端機名稱與 圖示代表。 Intelligent living laboratory
因為該裝置使用的USB為COM9
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實驗器材介紹(11) 修改RS-232 參數方法
由於原廠鮑率是設定在19200 所以我們要選擇同鮑率才能 與它通訊。 Intelligent living laboratory
按下確定鍵後會出現如右圖 之空白頁面框。
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實驗器材介紹(12) 修改RS-232 參數方法
根據指令集所示AT代表測試 。 是否與RS-232有無連接，輸 入完AT指令後按下Enter。
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顯示OK代表設備與RS-232連 接成功，此時才能開始修改 所有參數設定。
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實驗器材介紹(13) 修改RS-232 參數方法
根據指令集所示BAUD代表修改鮑率 值，我們試著將它改成9600 輸入 完指令後按下Enter，回傳值為OK 代表已修改成功。 Intelligent living laboratory
我們可以再次建立一個新的 終端機連線測試。
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實驗器材介紹(14) 修改RS-232 參數方法
已將鮑率改為9600，所以在這 欄位上記得要選9600才能與藍 芽RS-232傳輸器進行通訊。 Intelligent living laboratory
可再次測試鮑率是否為9600，輸 入BAUD=? 按下Enter，回傳值傳 回的鮑率值將是目前的鮑率。
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實驗目的 實驗器材料單 實驗器材介紹 創造ZigBee生態感知App 實驗成果
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創造ZigBee生態感知App(1)
• 對於實驗器材的操作與設定都有所了解 後，接下來在創造ZigBee生態感知App前， 我們先學習燒錄溫度感知DEMO程式至TI CC2430板上，並且再透過終端機去接收 感知數值。
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創造ZigBee生態感知App(2)
• 對於實驗器材的操作與設定都有所了解 後，接下來在創造ZigBee生態感知App前， 我們先學習燒錄溫度感知DEMO程式至TI CC2430板上，並且再透過終端機去接收 感知數值。
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創造ZigBee生態感知App(3)
x:\智慧生活文創計畫\Zigbee_IAR程式碼\溫度 IAR
開啟IAR 溫度DEMO程式，開啟前必須先安裝 IAR Embedded workbench。 而IAR是ZigBee的開發軟體之一。
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創造ZigBee生態感知App(4)
ZigBee主程式頁面 程式為C語言，該範例已有中文解說
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創造ZigBee生態感知App(5)
燒錄前需先編譯過，是否有bug。 Intelligent living laboratory
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創造ZigBee生態感知App(6)
之後將模擬器與TI CC2430連接，再按下DEBUG進行燒錄。
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創造ZigBee生態感知App(7)
RS-232公對公轉接頭。
將燒錄好的TI CC2430插入感測採集板，再接上 改好設定值的藍芽RS-232傳輸器。 Intelligent living laboratory
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創造ZigBee生態感知App(8)
• 以上都接好了以後，我們可以先透過有線的 方式先測試溫度是否能正常出現，如果都可 以最後再接上藍芽RS-232傳輸器，測試前我 們可以先開啟超級終端機或智慧生活文創計 畫\軟體區資料夾內有個名為Universal COM debugging V1.0.exe 的程式， 可以開啟它將 鮑率設定在9600 ，而COM值因每台電腦而 異。
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創造ZigBee生態感知App(9)
每一筆溫度數字 都以十六進位顯示 打勾以十六進位顯示
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創造ZigBee生態感知App(10)
• 每一筆溫度的數值不是23度C，而我們需要 將其數值轉換成十進制才是我們真的溫度數 值，轉換方式可以以電腦內建小算盤轉換或 查詢ASCII 字元表都可以得知35，35就是真 正目前溫度。
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創造ZigBee生態感知App(11)
• 一般來說有線的沒問題的話，RS-232端可改 接無線的藍芽RS-232傳輸器就會成功，可以 先找一台有藍芽接收的電腦去測試，一樣選 好藍芽COM Port後就可以透過藍芽無線通訊 進行傳輸與接收資料數據了。
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創造ZigBee生態感知App(12)
• 順便一提如何將原本鮑率9600改成其他 的鮑率值，下圖以鮑率38400為例。
將原本的8更改為10
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創造ZigBee生態感知App(13)
• 鮑率值修改對照表。 鮑率(bps)
UxBAUD.BAUD_M
UxGCR.BAUD_E
誤差(%)
2400
59
6
0.14
4800
59
7
0.14
9600
59
8
0.14
14400
216
8
0.03
19200
59
9
0.14
38400
59
10
0.14
76800
59
11
0.14
115200
216
11
0.03
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創造ZigBee生態感知App(14)
• 接 下 來 要 開 啟 Eclipse 程 式 編 輯 器 ， 將 Android三大教學程式碼\BluetoothManage 將 這 Android 藍 芽 接 收 專 案 資 料 夾 ， 以 import方式匯入於Eclipse程式編輯器內進 行編輯。
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創造ZigBee生態感知App(15)
正常來說該專案沒有任何錯誤警示， 可以透過同步或將apk copy到平板 電腦上安裝執行並測試是否正常， 能接收數值與顯示圖片。
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創造ZigBee生態感知App(16) 目前溫度:32度為 平版電腦所接收 到ZigBee端所傳 來的溫度數值， 透過不同的溫度 數值可以去對應 不同的圖片或是 其他文字顏色上 的效果。同學們 可以自由發揮~
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創造ZigBee生態感知App(17)
• 有了Eclipse修改程式的基本觀念後，對於 Android程式應該不會在那麼的陌生，這個專 案已經將藍芽連線與搜尋藍芽裝置都寫好了， 我們只要會使用它就好，可不必去修改那些 連線與搜尋藍芽裝置的程式等等。
• 再來下張簡報將會看到溫度所對應的圖片 跟溫度數據是怎麼接收進來的。
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創造ZigBee生態感知App(18)
244行至252行主要是判斷輸入串流有多長，247行的For只有條件而已， 並沒有初始值與遞增遞減，當條件成立時會將值傳給count， count會在 將值給252行，如此一來才能收到多少轉換多少字串。 Intelligent living laboratory
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創造ZigBee生態感知App(19)
第252行的SamplesUtils是屬於一個類別，其類別包含了某些功能，這些 功能也都已被寫好，因此我們須要引用這類別功能來使用。
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創造ZigBee生態感知App(20) String -> Hex
Hex -> String
SamplesUtils
Hex -> Byte
Byte -> Hex
如上圖所示為SamplesUtils的functions Intelligent living laboratory
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創造ZigBee生態感知App(21)
想了解更多可以開啟src/SamplesUtils.java來看詳細程式碼 Intelligent living laboratory
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創造ZigBee生態感知App(22)
第254行則成立一個if的判斷式，去判斷字串的長度是否大於2，成立之 後在繼續做以下的事。
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創造ZigBee生態感知App(23)
第255行與256行，是將16進位轉成十進位的整數，再將整數內容傳至iii 這個int變數內，最後再整數轉字串顯示在智慧型裝置Title上。
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創造ZigBee生態感知App(24)
第257行至263行，這先判斷式我相信各位已經很強了，都知道這在幹麻 我就不多說了，記得將圖片檔放至res/drawable-hdpi底下就好，再透過 Layout編輯與圖片檔進行連結及完成。 Intelligent living laboratory
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創造ZigBee生態感知App(25)
不知道各位是否有稍微看一下程式，其中有第237與238行的Universally Unique Identifier，簡稱UUID)該行為何一堆數字其實都有原因的，可 至以下兩網址了解UUID為何;http://zh.wikipedia.org/wiki/UUID與 http://developer.android.com/reference/android/bluetooth/Blueto othDevice.html。 Intelligent living laboratory
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創造ZigBee生態感知App(26)
紅色框起來的部份就是我們本程式所使用的UUID，我們使用的是Serial Port Service所以才需這段UUID，不同的藍芽服務會有不同的UUID碼， 以下提供網址給大家參考; http://forum.btframework.com/index.php?topic=172.0。 Intelligent living laboratory
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創造ZigBee生態感知App(27) • 總結一下，本實驗是將ZigBee感測採集板連接RS232轉藍芽傳輸器，透過藍芽通訊方式讓Android智 慧型裝置能接收ZigBee感測採集板上的溫度感測值， 如下圖示意圖所示。因為目前市面上的Android智 慧型裝置都沒有支援ZigBee IEEE 802.15.4之通訊 協定因此才須轉藍芽通訊。 Data ZigBee感測 採集板
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BT-232BE
Android智慧型 裝置
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創造ZigBee生態感知App(28)
• 稍微熟悉溫度值如何傳到Android智慧型裝置 之後，不知道大家有沒有想到這Idea能運用在 生活上的哪裡，目前ZigBee感測採集板有溫度、 濕度、紫外線與光亮度可以使用，我們如何善 用這些感測器與ZigBee通訊，使之運用在你我 生活中，下一頁簡報將大概教大家如何將這些 通訊匯集而製作成一個行動導覽系統。
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