无线传感器实验报告ZStack 协议栈实验
桂林电子科技大学
计算机与信息安全学院
2016年5月15日
实验三 ZStack 协议栈实验
1. 实验目的：
①理解ZigBee协议相关知识；
②在CC2530节点板上实现自组网；
③在ZStack协议栈上实现单播、组播和广播；
④实现多种网络拓扑的物联网通信。
2. 实验内容：
实验要求以自由组合方式，每两个同学为一小组，每小组单独完成本次实验所有内容。
具体实验内容如下：
1.完成《ZigBee无线传感网技术与应用开发》书本中5.2多点自组织组网实验；
2.完成《ZigBee无线传感网技术与应用开发》书本中5.3信息广播/组播实验；
3.完成《ZigBee无线传感网技术与应用开发》书本中5.4 星状网实验、5.5 树状网实
验、5.6 Mesh网实验，三个实验中只需要选择其中一个完成即可；
4.上述实验结果请拍照或记录结果现象。
思考：如果尝试完成上述第3实验，一般很难成功，因为不同试验箱间节点存在干扰，一般只有一个试验箱的节点协调器可以成功观测到组网。
请问有没有办法解决实验箱间干扰的问题？通过实验，将你思考和分析的结果写在实验报告上
5.2多点自组织组网实验
实验结果：
5.3 信息广播/组播实验
5.3.1 实验目的
理解zigbee 协议及相关知识；
在zstack 协议栈下实现信息的广播和组播功能。
5.3.2 实验内容
协调器节点上电后进行组网操作组网操作，终端节点和路由节点上电后进行入网操作，接着周期向所有节点广播（或部分节点组播）数据包（Hello World ），节点收到数据包后通过串口传给PC，通过ZTOOL 程序观察接收情况。
实验结果
5.4 网络拓扑-星状网
5.4.1 实验目的
理解zigbee 协议及相关知识；
在zstack 协议栈下实现星状网络拓扑的控制。
5.4.2 实验内容
配置网络拓扑为星形网络，启动协调器节点，协调器节点上电后进行组网操作，再启动路由节点和终端节点，路由节点和终端节点上电后进行入网操作，成功入网后周期的将父节点的短地址，自己的节点信息封装成数据包发送给sink 节点，Sink 节点接收到数据包后通过串口传给PC，从PC 上的ZigBee Sensor Monitor 程序查看组网情况。
实验步骤
1 ）打开例程：将光盘中的例程“05- 实验例程\ 第 5 章\5.4-NetworkTopology-Star\NetworkTopology-Star ”整个文件夹拷贝到C:\Texas Instruments\ZStack-CC2530-2.4.0-1.4.0\Projects\zstack\Samples 文件夹下。
双击NetworkTopology-Star\CC2530DB\ NetworkTopology-Star.eww”文件。
2）编译工程，将目标代码通过编程调试板分别下载到协调器节点，终端节点和路由节点中，并检查每个节点的长地址，并检查每个节点的IEEE 地址（确保长地址为非0XFFFFFFFFFFFFFFFF 的有效长地址）。
3）用串口线将协调器节点连接到PC 上。
4）打开ZigBee Sensor Monitor 软件。
5）先拨动无线协调器的电源开关为ON 状态，此时D6 LED 灯开始闪烁，当正确建立好网络
后，D6 LED 会常亮。
6）当无线协调器建立好网络后，拨动4 个无线节点的电源开关为ON 状态，此时每个无线节点的D6 LED 灯开始闪烁，直到加入到协调器建立的zigbee 网络中后，D6 LED 灯开始常亮。
7）当有数据包进行收发时，无线协调器和无线节点的D7 LED 灯会闪烁。
8）在ZigBee Sensor Monitor
实验结果：
网络拓扑-树状网
5.5.1 实验目的
理解zigbee 协议及相关知识；
在zstack 协议栈下实现树状网络拓扑的控制。
5.5.2 实验内容
配置网络拓扑为树状网络，启动协调器节点，协调器节点上电后进行组网操作，再启动路由节点和终端节点，路由节点和终端节点上电后进行入网操作，成功入网后周期的将父节点的短地址，自己的节点信息封装成数据包发送给sink 节点，Sink 节点接收到数据包后通过串口传给PC，从PC 上的ZigBee Sensor Monitor 程序查看组网情况。
实验步骤
1 ）打开例程：将光盘中的例程“05- 实验例程\第 5 章\5.5-NetworkTopology-Tree\NetworkTopology-Tree ”整个文件夹拷贝到C:\Texas Instruments\ZStackCC2530-2.4.0-1.4.0\Projects\zstack\Samples 文件夹下。
双击NetworkTopology-Tree\CC2530DB\NetworkTopology-Tree.eww”文件。
2）编译工程，将目标代码通过编程调试板分别下载到协调器节点，终端节点和路由节点中，
并检查每个节点的长地址，并检查每个节点的IEEE 地址（确保长地址为非0XFFFFFFFFFFFFFFFF 的有效长地址）。
3）用串口线将协调器节点连接到PC 上。
4）打开ZigBee Sensor Monitor 软件。
5）先拨动无线协调器的电源开关为ON 状态，此时D6 LED 灯开始闪烁，当正确建立好网络后，D6 LED 会常亮。
6）当无线协调器建立好网络后，拨动4 个无线节点的电源开关为ON 状态，此时每个无线节点的D6 LED 灯开始闪烁，直到加入到协调器建立的zigbee 网络中后，D6 LED 灯开始常亮。
7）当有数据包进行收发时，无线协调器和无线节点的D7 LED 灯会闪烁。
8）在ZigBee Sensor Monitor 软件上观察组网情况。
实验结果
ZigBee Sensor Monitor 上显示的网络拓扑如下图：
网络拓扑-Mesh 网
5.6.1 实验目的
理解zigbee 协议及相关知识；
在zstack 协议栈下实现Mesh 网络拓扑的控制。
5.6.2 实验内容
配置网络拓扑为Mesh 网络，启动协调器节点，协调器节点上电后进行组网操作，再启动路由节点和终端节点，路由节点和终端节点上电后进行入网操作，成功入网后周期的将父节点的短地址，自己的节点信息封装成数据包发送给sink 节点，Sink 节点接收到数据包后通过串口传给PC，由于ZigBee Sensor Monitor 无法显示Mesh 网络拓扑，这里选择从PC 上的Z-Tool 工具查看组网情况。
5.6.3 实验结果
Z-Tool 软件接收到的数据如下图：
实验总结与分析
在做本次实验的时候，我们由于在复制实验例程中复制的方式不对，导致出现了各种差错，以至于多花了好多宝贵时间，同时可能由于实验器材问题，导致
与有一些线头松动之类的，不过好在于得到老师的提醒，我们总算完成本次实验。
也觉得本次实验也是挺有意思的，看到了无线传感器可以实现组网，不过在实验的时候，由于我们没有改原来的信道，导致我们也连接上了别人的节点，这一点刚开始我们并没有发觉，验证实验结果出来了，我们当时还以为是自己的节点，不过老师也有提醒我们，可以自己改一下信道，看看自己的节点有没有连接的上。
不过
在本次试验中，我们还犯了一个错，就是我们做实验烧录程序时，我们并没有分清哪个做为路由节点，哪一个作为终端节点，导致与实验结果没有出来。
最后我们只能一个一个接上去，才弄清了各个节点。
总体来说做完之后，就一个感觉，有趣，高大上。
本次实验基于TI的Z-Stack协议栈进行，Z-Stack软件包有一个操作系统，该系统带有任务的创建和调度等功能，利用Z-Stack的函数，可以轻松实现Zigbee 之间的通信，其中包括广播、组网、信号采集等的实现。
通过本次实验，学会了如何进行星状网、树状网、Mesh网等网络拓扑的配置，并且了解了 ZigBee Sensor Monitor的使用方法。