基于Zigbee的单片机教学设计
zigbee课程设计
zig bee课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解ZigBee技术的基本概念，包括其起源、特点和应用领域。
2. 学生能够掌握ZigBee网络的体系结构，了解其物理层、媒体访问控制层和网络层的工作原理。
3. 学生能够了解ZigBee协议栈的组成及其在无线传感器网络中的应用。
技能目标：1. 学生能够运用ZigBee模块进行基本的无线通信编程，实现数据发送和接收。
2. 学生能够设计并实现一个小型的ZigBee无线传感器网络系统，进行数据采集和监控。
3. 学生能够通过实验和项目实践，掌握ZigBee网络的配置、调试和维护方法。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到ZigBee技术在物联网和智能生活领域的广泛应用，增强对物联网技术的兴趣和热情。
2. 学生能够在学习过程中培养团队合作意识，提高沟通与协作能力。
3. 学生能够养成积极探索、动手实践的学习习惯，培养创新思维和问题解决能力。
课程性质：本课程为信息技术课程，旨在让学生了解和掌握ZigBee技术的基本原理和应用，培养实际操作能力和创新意识。
学生特点：学生为初中生，具备一定的信息技术基础，对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手实践。
教学要求：结合课程性质和学生特点，教学过程中应注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，培养其解决问题的能力。
同时，注重培养学生的团队合作意识和创新思维。
通过分解课程目标为具体学习成果，为教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 引入ZigBee技术：介绍ZigBee的起源、发展历程、特点及其在物联网中的应用。
- 教材章节：第一章 ZigBee概述- 内容：ZigBee的发展背景、关键技术、与其他无线通信技术的对比。
2. ZigBee网络体系结构：讲解ZigBee物理层、媒体访问控制层、网络层的工作原理。
- 教材章节：第二章 ZigBee网络体系结构- 内容：各层的作用、协议栈结构、ZigBee设备类型。
3. ZigBee协议栈与应用：介绍ZigBee协议栈的组成，及其在无线传感器网络中的应用。
《ZigBee开发技术——CC2530单片机原理及应用》教学大纲
《ZigBee开发技术——CC2530单片机原理及应用》教学大纲ZigBee development technology -- the principle and applicationof CC2530 microcontroller（供物联网、通信工程及以外的其他本科专业使用）前言ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，可工作在 2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率。
CC2530结合了德州仪器的业界领先的黄金单元ZigBee 协议栈（Z-Stack™），提供了一个强大和完整的ZigBee 解决方案。
本课程的教学目的是，以ZigBee技术硬件资源为依托，了解支撑ZigBee技术的核心芯片CC2530的开发与应用、掌握开发环境的安装和使用，掌握通用I/O、振荡器和时钟的设置、ADC的采集的使用、CC2530串口、DMA、定时器使用、CC2530的无线发送和接收，为后续课程打下基础。
本大纲可与以下参考资料配套使用：1、王小强，欧阳骏，黄宁淋.ZigBee无线传感器网络设计与设计[M].北京：化学工业出版社，20122、姜仲，刘丹.ZigBee技术与实训教程--基于CC2530的无线传感网技术[M].北京：清华大学出版社，20143、李文仲，等.ZigBee2007/PRO协议栈实验与实践[M].北京：北京航空航天大学出版社，20095、瞿雷，刘盛德，胡咸斌.ZigBee技术及应用[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2007该大纲适用于物联网、电子信息工程、计算机科学与技术、通信工程、、计算机网络、自动化等专业的教学工作。
本课程是一门理论与实践并重的课程，为了达到预期的教学效果与目的，大纲所列教学内容可通过多媒体电子课件进行典型的示例讲解、必要的现场实际操作演示、适量的课堂练习、与理论课程相配套的上机实验以及及时辅导答疑等方式进行教学。
ZIGBEE 无线单片机 基础实验教程
第6章无线单片机基础开发在进行本章实验之前，根据第3章介绍，安装所有软件与驱动。
6.1输入输出I/O控制实验基础实验1：输入输出I/O控制实验实验介绍本次实验的目的是让用户学会使用CC2530的I/0来控制外设，本例以LED灯为外设，用CC2530控制简单外设时，应将I/O设置为输出。
实验现象LED闪烁。
（打开“表演程序\CC2530单片机基础实验\实验1：输入输出IO控制实验”）实验设备仿真器1台，节点底板1块，ZigBee模块1块，USB连接线1根。
实验相关寄存器实验中操作了的寄存器有P1，P1DIR，没有设置而是取默认值的寄存器有：P1SEL，P1INP。
P1 （P1口寄存器）位号位名复位值操作性功能描述7:0 P1[7:0] 0x00 读/写P1端口普通功能寄存器，可位寻址P1DIR （P1方向寄存器）位号位名复位值操作性功能描述7 DIRP1_7 0 读/写P1_7方向0 输入，1 输出6 DIRP1_6 0 读/写P1_6方向0 输入，1 输出5 DIRP1_5 0 读/写P1_5方向0 输入，1 输出4 DIRP1_4 0 读/写P1_4方向0 输入，1 输出3 DIRP1_3 0 读/写P1_3方向0 输入，1 输出2 DIRP1_2 0 读/写P1_2方向0 输入，1 输出1 DIRP1_1 0 读/写P1_1方向0 输入，1 输出0 DIRP1_0 0 读/写P1_0方向0 输入，1 输出P1SEL （P1功能选择寄存器）位号位名复位值操作性功能描述7 SELP1_7 0 读/写P1_7功能0 普通I/O，1 外设功能6 SELP1_6 0 读/写P1_6功能0 普通I/O，1 外设功能5 SELP1_5 0 读/写P1_5功能0 普通I/O，1 外设功能4 SELP1_4 0 读/写P1_4功能0 普通I/O，1 外设功能3 SELP1_3 0 读/写P1_3功能0 普通I/O，1 外设功能2 SELP1_2 0 读/写P1_2功能0 普通I/O，1 外设功能1 SELP1_1 0 读/写P1_1功能0 普通I/O，1 外设功能0 SELP1_0 0 读/写P1_0功能0 普通I/O，1 外设功能实验相关函数void Delay(uint n)；函数原型是void Delay(uint n){uint tt;for(tt = 0;tt<n;tt++);for(tt = 0;tt<n;tt++);for(tt = 0;tt<n;tt++);for(tt = 0;tt<n;tt++);for(tt = 0;tt<n;tt++);}函数功能是软件延时，执行5次0到n的空循环来实现软件延时。
Zigbee物联网课程设计
Zigbee物联网课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解Zigbee技术的原理和应用，掌握物联网基本概念。
2. 使学生掌握Zigbee网络的拓扑结构、通信协议和工作流程。
3. 帮助学生了解Zigbee技术在智能家居、工业控制等领域的实际应用。
技能目标：1. 培养学生运用Zigbee模块进行物联网项目设计与开发的能力。
2. 提高学生利用编程软件进行Zigbee设备编程和调试的技能。
3. 培养学生团队协作、问题解决和创新能力，以应对实际物联网项目的挑战。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物联网技术及其应用的兴趣和热情，激发学习动力。
2. 增强学生的环保意识，认识到物联网技术在节能减排、改善生活环境方面的作用。
3. 引导学生树立正确的价值观，关注社会发展，明确自身的社会责任感。
课程性质：本课程为选修课，旨在拓展学生的知识视野，提高实践操作能力和创新精神。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，对新鲜事物充满好奇，善于合作，有较强的动手能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，培养具备创新精神和实践能力的物联网技术人才。
通过本课程的学习，使学生能够将Zigbee技术应用于实际项目中，达到学以致用的目的。
二、教学内容1. Zigbee技术基础- 物联网概念与架构- Zigbee技术原理与特点- Zigbee协议栈及网络拓扑结构2. Zigbee硬件设备与编程- Zigbee模块的硬件结构与功能- 编程环境与开发工具的使用- Zigbee模块编程与调试技巧3. Zigbee网络组建与通信- Zigbee网络的组建与维护- Zigbee设备之间的通信机制- 简单Zigbee应用案例分析与实现4. Zigbee技术在各领域的应用- 智能家居系统设计与实现- 工业自动化控制应用案例- 环保监测与智能农业应用探讨5. 实践项目设计与实施- 项目需求分析与方案设计- Zigbee模块的选型与应用- 项目实施与调试优化教学内容安排与进度：第一周：Zigbee技术基础第二周：Zigbee硬件设备与编程第三周：Zigbee网络组建与通信第四周：Zigbee技术在各领域的应用第五周：实践项目设计与实施本教学内容基于教材相关章节，结合课程目标进行选择和组织，确保教学内容具有科学性和系统性。
zigbee无线传感网络课程设计
zigbee无线传感网络课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握zigbee无线传感网络的基本概念、原理和应用场景。
2. 了解zigbee协议栈的结构、功能及其工作流程。
3. 掌握zigbee网络拓扑结构、节点类型及其配置方法。
技能目标：1. 学会使用zigbee开发工具进行网络编程和调试。
2. 能够搭建简单的zigbee无线传感网络，并进行数据采集、处理和传输。
3. 培养学生运用zigbee技术解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物联网技术的兴趣，激发学习热情。
2. 增强学生的团队协作意识，培养合作解决问题的能力。
3. 培养学生关注社会热点问题，了解zigbee技术在现实生活中的应用，提高社会责任感。
课程性质：本课程属于信息技术领域，旨在让学生了解和掌握zigbee无线传感网络的基本知识，培养实际操作能力和创新思维。
学生特点：本课程针对的是高年级学生，他们在前期课程中已具备一定的编程基础和网络知识，具有较强的学习能力和实践操作能力。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生通过实际操作掌握zigbee 技术，鼓励学生开展团队合作，提高解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的情感态度价值观培养，使其在学习过程中形成正确的价值观。
通过分解课程目标为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. zigbee基本概念与原理- 无线传感网络概述- zigbee技术特点与应用场景- zigbee协议栈结构与工作原理2. zigbee网络结构与配置- zigbee网络拓扑结构- 节点类型及其功能- 网络配置与优化方法3. zigbee编程与调试- 开发工具与环境介绍- zigbee协议栈编程- 程序调试与故障排除4. 数据采集、处理与传输- 传感器节点数据采集- 数据处理与融合- 无线数据传输技术5. zigbee应用案例与实战- 现实生活中的zigbee应用案例- 实战项目：搭建简单的zigbee无线传感网络- 数据分析与优化教学内容安排与进度：第一周：介绍无线传感网络与zigbee基本概念、原理第二周：学习zigbee网络结构与配置方法第三周：掌握zigbee编程与调试技巧第四周：学习数据采集、处理与传输技术第五周：分析zigbee应用案例，进行实战项目设计与实施第六周：项目总结与成果展示，数据分析与优化教材章节关联：《信息技术》第四章：无线传感网络《信息技术》第五章：zigbee技术及应用《信息技术》实践教程：zigbee编程与实战案例三、教学方法为了提高教学效果，激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用以下多样化的教学方法：1. 讲授法：通过系统讲解zigbee无线传感网络的基本概念、原理、协议栈结构等内容，为学生奠定扎实的理论基础。
基于zigbee的课程设计
基于zigbee的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生了解并掌握Zigbee无线通信技术的基本原理和应用场景。
2. 使学生了解Zigbee协议栈的架构和关键参数配置。
3. 帮助学生掌握基于Zigbee的传感器网络节点的设计与实现。
技能目标：1. 培养学生运用Zigbee模块进行无线数据传输的能力。
2. 培养学生设计和搭建基于Zigbee的传感器网络系统的实际操作能力。
3. 提高学生分析并解决Zigbee通信过程中问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物联网技术的兴趣和热爱，激发学生探索新技术的好奇心。
2. 培养学生的团队合作意识，提高学生在团队项目中的沟通与协作能力。
3. 引导学生关注无线通信技术在日常生活中的应用，认识到科技对社会发展的积极作用。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，结合当前物联网技术的发展趋势，以Zigbee技术为核心，培养学生的实际操作能力和创新意识。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础和编程能力，对新兴技术充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生在实际操作中发现问题、解决问题，提高学生的动手能力和技术应用能力。
通过课程学习，使学生能够达到课程目标所设定的具体学习成果。
二、教学内容1. Zigbee技术概述：介绍Zigbee技术的起源、发展历程、主要特点和应用领域，使学生建立对Zigbee技术的基本认识。
教材章节：第一章《无线传感网络概述》2. Zigbee协议栈：讲解Zigbee协议栈的架构、关键层及其功能，分析Zigbee协议参数配置方法。
教材章节：第二章《Zigbee协议栈》3. Zigbee硬件设计：介绍Zigbee模块硬件设计方法，包括传感器接口设计、电源管理、天线设计等。
教材章节：第三章《Zigbee硬件设计》4. Zigbee软件开发：讲解Zigbee软件开发流程，分析Zigbee协议栈编程方法，介绍常见的编程工具和调试技巧。
基于zigbee按键灯课程设计
基于zigbee按键灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解Zigbee无线通信技术的基本原理和特点；2. 掌握Zigbee模块的配置与使用方法；3. 学习并掌握基于Zigbee的按键灯电路设计与编程。
技能目标：1. 能够运用已学知识，设计并搭建简单的基于Zigbee的按键灯控制系统；2. 培养学生动手实践能力，提高电路连接和编程技巧；3. 培养学生问题解决能力和团队协作能力，通过实际操作，掌握Zigbee技术的应用。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对物联网技术的兴趣，培养其探索精神；2. 培养学生严谨的科学态度和良好的学习习惯；3. 增强学生的环保意识，使其认识到智能技术在实际生活中的应用价值。
课程性质：本课程为实践性课程，以学生动手操作为主，结合理论讲解，培养学生的实际应用能力。
学生特点：本课程针对的是高年级学生，他们已具备一定的电子电路和编程基础，对新技术充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：教师应充分调动学生的积极性，引导学生主动探索，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导，确保每个学生都能达到课程目标。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际项目中，提高其综合素质。
二、教学内容1. 理论知识：- 介绍Zigbee无线通信技术的基本概念、原理及优势；- 讲解Zigbee模块的组成、功能及配置方法；- 分析基于Zigbee的按键灯电路设计原理。
2. 实践操作：- 搭建基于Zigbee的按键灯电路，学会使用相关电子元件；- 编写程序，实现按键控制灯的开关、亮度调节等功能；- 调试电路和程序，解决实际问题。
3. 教学大纲：- 第一课时：介绍Zigbee技术原理、模块组成及配置方法；- 第二课时：讲解基于Zigbee的按键灯电路设计原理，分析电路图；- 第三课时：学生动手搭建电路，进行编程实践；- 第四课时：学生完成项目，展示成果，总结讨论。
zigbee课程设计用户界面开发
zigbee课程设计用户界面开发一、课程目标知识目标：1. 让学生了解并掌握ZigBee无线通信技术的原理和应用；2. 使学生掌握用户界面设计的基本原则和流程；3. 引导学生运用所学知识，结合ZigBee技术，设计并开发出实用、友好的用户界面。
技能目标：1. 培养学生运用编程语言（如Java、C等）进行ZigBee模块开发的能力；2. 培养学生运用设计工具（如Adobe XD、Sketch等）进行用户界面设计的能力；3. 提高学生团队协作、沟通表达和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物联网技术及其应用的兴趣和热情，激发创新意识；2. 培养学生关注用户需求，以用户为中心的设计理念；3. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度，树立正确的价值观。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，以实践性、应用性和创新性为原则，旨在提高学生的专业知识水平和实践能力。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际项目中，培养具备创新精神和实践能力的优秀人才。
二、教学内容1. ZigBee技术概述：介绍ZigBee无线通信技术的起源、发展及其在物联网中的应用，对应教材第一章内容。
2. ZigBee协议栈：讲解ZigBee协议栈的结构和功能，包括物理层、MAC 层、网络层和应用层，对应教材第二章内容。
3. 用户界面设计原则：介绍用户界面设计的基本原则，如一致性、简洁性、易用性等，对应教材第三章内容。
4. 设计工具使用：教授常用设计工具（如Adobe XD、Sketch等）的基本操作和功能，使学生能够运用工具完成界面设计，对应教材第四章内容。
5. ZigBee模块开发：教授ZigBee模块的编程语言（如Java、C等）开发技巧，包括模块初始化、数据发送接收等，对应教材第五章内容。
6. 实践项目：结合前述知识，组织学生进行小组项目实践，设计并开发一款基于ZigBee技术的用户界面，对应教材第六章内容。
zigbee加速度课程设计
zigbee加速度课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解Zigbee无线通信技术的原理及其在物联网中的应用；2. 掌握加速度传感器的工作原理及其与Zigbee模块的连接方式；3. 学会解读加速度数据，并将其与物理运动学知识相结合，分析物体的运动状态。
技能目标：1. 能够运用Zigbee模块进行无线数据传输，并正确配置加速度传感器；2. 培养学生动手实践能力，通过实际操作连接传感器和Zigbee模块，收集数据；3. 提高学生的问题解决能力，通过分析加速度数据，解决实际运动学问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对物联网技术的兴趣，增强对新技术的探究欲望；2. 培养学生的团队协作精神，鼓励在小组讨论中分享观点，共同解决问题；3. 增强学生的环保意识，了解无线通信技术在节能减排方面的优势。
课程性质：本课程为信息技术与物理学科相结合的实践课程，旨在通过实际操作，使学生掌握Zigbee加速度传感器在物联网中的应用。
学生特点：考虑到学生年级特点，课程内容以基础知识为主，注重培养学生的动手实践能力和问题解决能力。
教学要求：教师需提供明确的指导，保证学生在实践过程中能够正确操作，同时鼓励学生自主探索和思考，提高学习效果。
通过分解课程目标为具体学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 介绍Zigbee无线通信技术的背景、原理及优势；- 讲解加速度传感器的基本原理、功能及在物联网中的应用；- 结合物理运动学知识，分析加速度与物体运动状态的关系。
2. 实践操作：- 教学学生如何正确连接加速度传感器与Zigbee模块；- 指导学生进行Zigbee网络配置，实现加速度数据的无线传输；- 引导学生利用采集到的加速度数据，分析物体的运动轨迹和速度变化。
3. 教学大纲：- 第一阶段：介绍Zigbee与加速度传感器的基础知识，使学生了解课程背景；- 第二阶段：讲解实践操作步骤，指导学生进行传感器与Zigbee模块的连接；- 第三阶段：开展实践活动，让学生动手操作，收集并分析加速度数据；- 第四阶段：总结与反思，让学生分享学习心得，提高对新技术的认识。
基于zigbee的无线控制课程设计
基于zigbee的无线控制课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习基于Zigbee的无线控制技术，让学生掌握相关的理论知识，提高实际动手能力，并培养其创新思维和团队合作意识。
1.了解Zigbee技术的基本原理和特点。
2.掌握Zigbee无线通信协议的基本配置和编程。
3.熟悉基于Zigbee的无线控制系统的设计和应用。
4.能够使用Zigbee开发工具进行无线通信协议的配置。
5.能够编写简单的Zigbee应用程序，实现无线控制功能。
6.能够独立完成基于Zigbee的无线控制系统的搭建和调试。
情感态度价值观目标：1.培养学生对新技术的敏感性和好奇心，激发其对无线控制技术的兴趣。
2.培养学生的团队协作能力，使其能够更好地适应未来的工作环境。
3.培养学生对技术的社会影响有一定的认识，使其能够更好地理解技术的应用和价值。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括Zigbee技术的基本原理、无线通信协议、编程配置以及基于Zigbee的无线控制系统的设计和应用。
1.Zigbee技术的基本原理和特点：介绍Zigbee技术的工作原理、通信协议以及其相较于其他无线通信技术的优势。
2.Zigbee无线通信协议的基本配置和编程：教授如何使用Zigbee开发工具进行协议的配置，如何编写Zigbee应用程序。
3.基于Zigbee的无线控制系统的设计和应用：介绍基于Zigbee的无线控制系统的设计流程，以及其在实际应用中的案例分析。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法。
1.讲授法：用于讲解Zigbee技术的基本原理和特点，无线通信协议的基本配置和编程。
2.讨论法：通过小组讨论，让学生更深入地理解Zigbee技术的应用和价值。
3.案例分析法：分析基于Zigbee的无线控制系统的实际应用案例，帮助学生更好地理解理论知识。
4.实验法：让学生亲手搭建和调试基于Zigbee的无线控制系统，提高其实际动手能力。
基于单片机的Zigbee传感器节点的硬件设计[图]
![基于单片机的Zigbee传感器节点的硬件设计[图]](https://img.taocdn.com/s3/m/bb31748759f5f61fb7360b4c2e3f5727a4e9244d.png)
基于单片机的Zigbee传感器节点的硬件设计[图]摘要：无线传感网络应用广泛，它通过无数千个微小的节点之间互相通信实现大范围监控的模式。
采用IEEE802.15.4/Zigbee低成本、低功耗的技术，实现多个节点间无线通信。
首先从节点机的硬件设计描述硬件各个部分的模块设计，再分析节点机的软件设计。
阐述传感器网络节点的基本体系结构，重点介绍基于单片机ATMEGA128L和CC2420的Zigbee传感器节点的硬件设计，并对硬件进行组网，并对其测试，测试结果表明该节点的体积小，集成度高，功耗低，通过多层次布线不仅减少了信号的干扰，而且加大了传输的距离。
引言ZigBee联盟定义了2种物理设备类型：一种是全功能设备FFD(fullfunctiondevice)；另一种叫精简功能设备RFD(reducedfunctiondevice)。
网络的构建需要有协调器参与工作(FFD)。
整个网络的形成过程：首先进行初始化，之后协调器开始参与后建立网络，网络建立以后再通过路由器(FFD)和终端设备(RFD)发现网络，最后在建立起的网络开始数据管理和传送。
1 节点硬件设计传感器节点是由几个不同的模块组成，这些模块处理着不同的功能，有传感器模块，传感器模块是传感的硬件基础，接着通过处理器模块，这个模块执行着重要的功能，数据处理后才能进行通信，还有无线通信模块和能量供应模块。
传感器节点主要的功能是：首先进行数据节点的数据采集，采集后的数据再进行处理，经过处理后的数据再通过节点转发进行融合，同时还有其他节点转发数据过来，这样再对所有节点的数据进行管理和融合，数据处理后再进行存储。
所有传感器的工作原理和结构大致相同，虽然每一种传感器设计不同，但是基本的架构是相同的。
传感器节点的这种功能等同于兼并传统网络的路由功能，作为网络终端传送和接收数据，是构成5项网络的基础，网线网络的基本元素是传感器节点，节点是构成无线传感网络的基本平台。
基于Zigbee的智能教室控制系统的设计
第34卷第3期2019年8月Vol.34No.3Aug.2019青岛大学学报(工程技术版)JOURNAL OF QINGDAO UNIVERSITY(E&T)文章编号：1006-9798(2019)03-0084-05；DOI：10.13306/j.1006-9798.2019.03.016基于Zigbee的智能教室控制系统的设计李京慧，迟宗涛，崔诗晨(青岛大学电子信息学院，山东青岛266071)摘要：针对传统教室用电器利用率低的问题，本文基于Zigbee设计了智能教室控制系统，通过Zig-bee无线网络，对教室险情监控、人数统计、无线控制灯开关系统进行设计。
该系统以STM32单片机为核心，通过Zigbee终端无线接收和发送信号到Zigbee协调器，协调器通过无线网以点播的方式接收和控制每个Zigbee终端的信号，从而进行无线控制，同时通过SIM900实现远程信息传递。
实验结果表明，用户可以通过该系统远程实时监测教室环境，控制灯的开关,并通过红外对管统计进出教室的人数。
该控制系统便捷灵活、操作简便，达到了预期设计目的，具有良好的经济实用前景。
关键词：智能教室；Zigbee无线网络；远程监测；STM32；ARM；GPRS中图分类号：TN915.5文献标识码:A21世纪以来，物联网技术快速发展，人们不再满足于现有的生活条件，而是向往体验更智能化的工作和生活环境以学校教室系统为例，通过调研发现，目前教室的管理以人工为主，学生自习结束人走楼空，教室却灯火通明，风扇空调等设备全开，等待管理人员统一手动关闭；自习室学生分配不均，有些人员密集，有些空无几人却开启了所有电器设备旧。
这些现象导致人力、物力及电能的浪费，给学生寻找自习室造成不便，教室资源不能合理有效的利用⑷。
因此，传统的教室控制系统难以满足学生的学习需要，更不能响应节能减排、低碳生活的理念56*。
教育部门对智能教室系统的需求不断增加，使智能教室的实现成为可能。
基于ZigBee_技术的智慧课堂互动教学系统设计
19. 16
21. 32
C/ %
45. 27
65. 12
35. 41
52. 34
13. 62
15. 21
B/ M
D/ s
63. 61
1. 25
78. 27
2. 62
42. 32
56. 42
0. 92
1. 36
E/ s
64. 13
73. 34
43. 12
61. 44
G / Mbps
1. 26
3. 52
1. 56
4. 28
F/ s
H / ms
77. 62
7 000
86. 72
2 600
62. 47
72. 33
8 500
时间越长,影响系统的有效运行。 使用文献[ 1] 系统
后,专用工作集占用内存较大,工作集占用内存同样
较大,在没有其他程序打开的前提下,系统 CPU 占用
率仍然较高,学生打开课程窗口的时间延长,不利于
互动系 统 的 运 行。 使 用 文 献 [ 2] 系 统 后, 专 用 工 作
集、工作集占用内存有所减小,较之文献[ 1] 存在一
定程度的提升。 但是, 该方法服务器的网络带宽较
大,上传 / 下载文件的操作用时相对较长,学生进行课
堂互动的网络性能不佳,亟须对其作出进一步优化。
而使用本文设计系统后,A、B、C、D、E、F、G、H 等系统
源互动地址存在不均衡性,影响互动教学效果 [3] 。 因
此,本文结合 ZigBee 技术的优势,设计智慧课堂互动
教学系统。
1 硬件设计
1. 1 DDR3 SDRAM 芯片
本文选用 DDR3 SDRAM 芯片作为课堂互动教学
光敏传感器zigbee课程设计
光敏传感器zigbee课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解光敏传感器的工作原理及其在自动控制中的应用。
2. 掌握ZigBee无线通信技术的基本概念和组网特点。
3. 学会使用光敏传感器与ZigBee模块进行数据采集和传输。
技能目标：1. 能够正确连接和调试光敏传感器与ZigBee模块。
2. 能够编写简单的程序，实现光敏传感器数据的采集、处理和无线传输。
3. 能够通过小组合作，设计并实现一个基于光敏传感器和ZigBee技术的自动照明控制系统。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对传感器技术及物联网应用的兴趣，激发创新意识。
2. 培养学生主动探究、合作学习和解决问题的能力。
3. 增强学生的环保意识，认识到传感器技术在节能减排中的重要作用。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合传感器技术和无线通信技术，培养学生动手操作和实际应用能力。
学生特点：本课程针对高中年级学生，具备一定的物理知识和电子技术基础，对新技术和新应用充满好奇心。
教学要求：教师需结合学生实际情况，采用理论讲解、实践操作和小组讨论等多种教学方法，引导学生主动参与，确保课程目标的实现。
通过本课程的学习，学生能够将所学知识应用于实际项目中，提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 光敏传感器原理及其特性- 介绍光敏传感器的种类、工作原理和应用场景。
- 分析光敏传感器的特性曲线，理解光强与输出信号的关系。
2. ZigBee无线通信技术- 概述ZigBee技术的基本原理、组网方式和通信协议。
- 讲解ZigBee模块的硬件结构和编程方法。
3. 光敏传感器与ZigBee模块的连接与调试- 学习光敏传感器与ZigBee模块的硬件连接方法。
- 掌握使用调试工具对系统进行调试，确保数据采集和传输的稳定性。
4. 程序设计与实现- 编写程序实现光敏传感器数据采集、处理和无线传输。
- 分析程序流程，优化程序性能。
5. 自动照明控制系统设计与实现- 小组合作，设计一个基于光敏传感器和ZigBee技术的自动照明控制系统。
利用zigbee的无线单片机温度计课程设计2
目录1 课题背景1.1系统设计1.2总体方框图2 设计方案简述2.2DS18B20数字温度传感器2.2.1 DS18B20的性能特点错误！未定义书签。
.2 .2DS18B20的管脚分布2.2.3 DS18B20的内部结构和工作方式2.3 AT89C52单片机2.41602型LCD2.4.1 1602型LCD的特性2.4.2 1602型LCD的操作控制2.5 DS1302模块分析2.6 zigbee无线发送模块3.1 温度采集模块3.2单片机控制系统3.3温度和时间显示模块3.4软件设计3.4.1 DS18B20的温度采集程序3.5 系统主程序4 设计结果及分析4.1测试环境及工具4.2测试方法和测试结果5 总结附录一系统总电路图附录二实验结果测试图附录三系统源代码摘要本次单片机课程设计本人设计了智能数字温度计，其功能主要有，可以测试温度，精确到小数点后三位；其次还附加了时钟功能，其可以显示秒到年的具体时间；并且本人还利用了zigbee无线传输模块，将采集到的温度值无线发送到电脑上。
具体设计在下面详细分析。
关键词：温度计；ds18b20，zigbee模块，ds1302，89c521 课题背景1.1 系统设计本课程设计的任务是设计一个数字温度计。
由于在生产生活中都有很多领域需要测量温度，所以温度计的好坏即测量灵敏度，测温范围，稳定度以及实用性和适用性就显得尤为重要。
传统温度计通常利用固体、液体、气体受温度的影响而热胀冷缩等的现象为设计的依据，因此这种方法无论从设计原理还是视觉读数都有很大的误差。
本次课程设计以DS18B20作为数字温度传感器，其具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点，可以大大提高测量温度的精度，并且该设计还具备了无线传输功能，采集到的温度可实时地传送到电脑，有利于对温度设备的远程监控，和远程控制，这是未来智能设备（包括智能家居）的发展方向。
1.2 总体方框图现将系统模块总体设计框图列于下图1中：2 设计方案简述2.1数字温度计设计方案论证由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D 转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D 转换电路，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。
基于zigbee无线传感器网络在单片机教学中的应用研究
《自动化与仪器仪表》２０１１年第１期（总第１５３期）１９收稿日期：２０１０－０７－２６作者简介：姚晓通（１９７２－），副教授，硕士，主要从事嵌入式系统、计算机测控、物联网等方面的教学与科研工作。
＊基金项目：甘肃省自然科学基金项目资助（３ＺＳ０５１－Ａ２５－０３０）基于ｚｉｇｂｅｅ无线传感器网络在单片机教学中的应用研究＊姚晓通，杨 栋（兰州交通大学电子与信息工程学院 甘肃兰州，７３００７０）摘 要：简要介绍了传统单片机到无线单片机的过渡，然后给出一个基于Ｚｉｇｂｅｅ协议的无线传感器网络教学实验系统。
该系统中的多个传感器节点可以组成多种不同的拓扑结构，并可以将采集到的数据通过网络发送到用户终端，用户也可以通过网络对传感器节点进行控制。
关键词：无线传感器网络（ＷＳＮ）；无线单片机；Ｚｉｇｂｅｅ协议；教学实验Abstract: This article introduced briefly the traditional MCU to the wireless MCU excessively, then gives one based on the Zigbee agreement wireless sensor network teaching experiment system.In this system many sensor node may compose many kinds of different topology, and may the data which gathers through the network transmit to the user terminal, the user also may carry on through the network to the sensor node the control.Key words: Wireless sensor network (WSN) ; Wireless MCU ; Zigbee agreement ; T eaching experiment中图分类号：ＴＰ３６８．１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－９２２７（２０１１）０１－００１９－０２０ 引 言从单片机技术发展的眼光来看，单片机从８位到３２位（ＡＲＭ）的发展，主要是在运行速度上量的改变，而单片机的无线化和无线网络化集成，才是单片机质的飞跃，而由此带来的巨大的市场和无比广阔的应用前景，更加令人鼓舞和期待。
课程设计基于zigbee的无线抢答器设计与实现_毕业论文
《无线传感器网络》课程设计报告学院:_电气与信息工程学院_ 专业班级:物联网1301 学生姓名:学号:设计地点（单位）____ ______ __设计题目:________基于Zigbee的无线抢答器设计与实现______ 完成日期： 2015年 12月 25日指导教师评语: ______________________ _________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________成绩（五级记分制）:______ __________指导教师（签字）:________ ________课程设计任务书设计题目：基于Zigbee的无线抢答器设计与实现系主任：金尚柱指导教师：周伟、易军2015年12 月16 日摘要进入二十一世纪，无线数据通讯技术在我国蓬勃发展，也得到了信息产业部以及各行各业的高度重视，因为任何有线数据传输网络只能是网状覆盖，而无线数据传输网可达到真正的面覆盖。
目前主要的短距离无线数据传输技术主要有蓝牙、Zigbee、IEEE802.11x、微功率短距离无线通讯技术，与已具备相当规模的无线长距离通讯网络（比如蜂窝移动通讯网、卫星数据通讯）相比，短距离无线通讯系统在基本结构、服务范围、应用层次以及通讯业务（数据、话音）上，均有很大不同。
下面分别介绍这几种无线传输技术。
Zigbee是一种新型的短距离、低速度、低功耗无线网络技术，是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术，基于IEEE无线个人区域网标准，数据传输速率通常为10kb/s到250kb/s，有效覆盖范围10到75米，由于其协议简单、成本低、网络容量大等优点，使其在无线传感网络中得到广泛的应用。
基于Zigbee和51单片机的温湿度数据采集系统的设计与实现
基于Zigbee和51单片机的温湿度数据采集系统的设计与实现摘要：本设计采用zigbee通信协议，使用基于cc2430的zigbee 模块作为主通信模块，使用dht11数字温湿度传感器进行温湿度数据的采集和发送。
整个系统分为一个主节点负责和pc机通信和若干子节点负责温湿度数据的采集。
经试验，整个系统具有布置灵活，传输精度高和可拓展行强等特点。
关键词：zigbee；cc2430；51单片机；dht11近年来，由于生产技术的提高和人们生活水平的提高，生产环境的温湿度监控和室内的温湿度监控成为人们关注的热点。
对于生产，温湿度监控具有十分重要的意义，比如对于食品行业，温湿度的不同可能会影响到产品质量和合格率。
而对于存储易燃易爆物品的仓库，温室度监控显得更为重要，实时的温湿度监控可以有效预防火灾的发生。
在日常生活中，监控温室度数据可以实时进行室内温度调节，保持舒适的生活环境。
一、系统整体方案设计本系统的系统架构如图1所示。
系统采用zigbee星形网络拓扑结构，设计了一个主节点，多个子节的多对一通信网络，可在不同位置架设子节点。
子节点使用dht11温湿度传感器进行温湿度采集，采用89c51单片机进行数据处理，最后交由zigbee模块进行数据的发送。
主节点与pc机通过232串口进行通信。
图1 系统整体架构二、系统硬件设计1、主节点设计主节点采用cc2430-f128（128kb flash存储器）芯片，作为整个网络的协调器，负责网络组网、维护、数据的无线接收和与上位机的通信。
cc2430-f128芯片内部包含有a/d转换器、定时器、看门狗aes128协处理器同时还有2个uart接口和21个可编程i/o控制口。
本文在cc2430的典型应用电路上，加了串口通信电路，选用max232芯片实现ttl电平与rs232电平的转换。
其硬件电路原理图如图2所示：图2 主节点原理图2、子节点的设计子节点主要由dht11数字温湿度传感器、cc2430 zigbee通信模块和89c51单片机以及电源模块构成，其结构原理图如图3所示。
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电脑迷
硬件维护2016年2期
1 Zibee简单介绍
1.1 定义
中文方面称之为紫蜂。
又因为它是一种协议，这种协议主要应用在距离不远，功率消耗少的情况下，实现网络中的相关信息通信。
为什么翻译为紫蜂呢？从英文字面类似于两个单词的合写，一个是蜜蜂一个是翅膀的抖动。
从含义来说，可以形象的理解为蜜蜂之间传递信息的方式。
如果细心的观察，不难发现，蜜蜂是近距离的接触，发出声音，进行仿佛在这种环境下进行信息的传送。
它所工作的过程遵循简式的五层网络模型。
1.2 应用发展背景
在此项协议广泛应用之前，大家可能曾经注意到，蓝牙技术也可以实现无线的传输，起到传感器的作用。
但是蓝牙技术却没有得到商业以及工业领域的广泛应用。
究其原因：一方面是因为蓝牙技术的经济花费较大，价格偏高。
另一方面，是因为蓝牙技术在应用中不够稳定。
而工业领域的应用常常需要高稳定性。
因此，人们逐渐发现了zibee 技术，并不断发展，得到更多的应用。
1.3 特点与优势
首先，就是我们前面提到的稳定性能高。
自身具有抗干扰的作用。
提升了稳定性能。
具备应答功能，通过应答可以进行通信通路是否能正常工作的判断。
在出现故障时，通过应答找出问题，及时更换通信通路。
其次，能量消耗低，数据速度传输相对不高，节省能量消耗。
同时在不通信的状态下，可以处于休眠态，更大幅度的节省了能源。
最后网络节点多，也就意味着网络范围广。
每个节点反映的时间就会大大缩减，所以组网性能佳。
2 Zibee与单片的融合应用
其实从两者的功能，我们就能发现两者具有天然的融合性。
前者是网络无线协议。
能够实现短距离的无线通信，而后者可以通过芯片固化的方法，实现具体的程序执行。
那么利用传感和固化程序配合，就可以在很多领域实现通信控制或者自动功能通信。
例如智能路灯系统是两者配合的产物、两者配合实现的智能家居控制。
如此等等不一而足。
3 两者融合的教学设计
3.1 设计的原则
首先，要侧重实践。
通过实验，让两者的配合产生实际的效果，这样才能脱离开抽象的知识理解。
高职教学本身就因对实践环节有所侧重，而单片机课程更是要应用于实际的编程，实际的应用领域。
所以在教学设计过程中应该首重实践。
其次，在教学设计的环节中，要注意时间的合理性。
不能盲目追求功能的完善和知识点的大量涵盖。
应该考虑到学生学习的时
间，不能过长。
避免学生过于疲劳，丧失学习兴趣。
如果是实验，应该将时间控制在四十分钟到一小时之间。
这样才能保证在当堂课程中完成。
再次，要注意将知识点的讲解融合到生活中，实际的工作环境中。
这样才便于学生理解，更能接受相关知识。
3.2 抓住基础，让学生掌握两者互联方式方法
配置方法较多，这里简单举例：配置之前需将XBee 通过USB 口与电脑相连，运行X —CTU ，在“PCSettings ”中里选择XBee 适配器映射出来的USB 串口通信端口（USBSerialPort ），设置好波特率等参数，XBee 模块出厂里默认的设置为9600b/s ，这个一般不需要更改。
点击Test/Query 按钮，如果正常连接的话会出现一个显示Modem 类型、固件版本以及序列号等信息的对话窗口，其中的序列号是这个无线通信模块的64位唯一硬件编号。
完成测试后到配置软件的“ModemCon fi guration ”选项修改“PANID ”等参数并写入到XBee 模块。
PANID 指的是两个或多个无线通信模块所构成的PAN （个域网）的ID 编号，因此对于属于同一个网络中的XBee 模块来说这个参数一定要相同。
3.3 兼顾编程和实际操作能力
单片机实验中，涉及到简单的编程。
编程语言可以选用C 语言，汇编语言和其它语言。
建议在学生实验中，熟悉一些常用模块的编写。
起到积累和数量应用的作用。
同时对于完成的小实验，往往通过电路实现一些功能。
这些电路的组成可以体现实验成果，而且便于保存。
所以在教学设计中，要培养学生编程能力，同时兼顾动手操作能力。
参考文献：
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【中图分类号】TP274 【文献标识码】A 【文章编号】1672-528X （2016）02-0008-01
基于Zigbee的单片机教学设计
◆王远飞 王永强 （哈尔滨职业技术学院，哈尔滨 150081）
（上接11页）通过网络加密技术、杀毒软件等辅助手段提升信息
的安全性，我们在使用计算机的过程中要时刻注意安全问题，最终保证计算机通信技术在应用越来越广泛的同时安全系数也不断提升，使得我们的网络世界健康发展。
参考文献：
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