3. Bố cục luận văn
2.4 Việc thực thi ứng dụng demo được lập trình sẵn
Để mà quan sát đầy đủ các chức năng của những ứng dụng demo, thì ta phải có một node demo Coordinator và có một nốt DemoRFD với các card RF giống nhau. Ở
phần cuối của tài liệu này, ta có thể cấu hình lại các board mạch để có thể sử dụng nhiều hơn một nốt RFD.
Hai ứng dụng demo Coordinator và RFD được lập trình sẵn thực hiện một thường lệ điều khiển từ xa những ứng dụng LED và công tắc. Để hiểu thêm thông tin về các
ứng dụng demo đó, hãy tham khảo đến ghi chú AN965 Microchip application,
Microchip Stack for the ZigBee™ Protocol( DS00965)
Các ứng dụng demo thì hoàn toàn độc lập và không yêu cầu một giao diện cho một máy tính chủ. Tuy nhiên, nếu đã vào một máy tính chủ, ta có thể sử dụng nó để theo dõi các hoạt động nhật ký lại của những ứng dụng. Một giao diện cho một máy tính chủ thì rất có ích cho việc hiểu và sửa chữa bất kì những vấn đề cài đặt mà ta mắc phải.
Làm như sau để thực thi một ứng dụng demo được lập trình sẵng:
• Cắt nguồn cung cấp cho cả hai board mach, nếu nó được cấp nguồn từ trước
• Tại vị trí nút Coordinator tìm kiếm nhãn “COORD…”trên bộđiều khiển.
• Không bắt buộc: kết nối nút Coordinator tới một cổng nối tiếp của máy tính PC và bắt đầu chương trình Terminal, ví dụ hyerTerminal trong Windows XP. Chọn cổng COM thích hợp và đặt tốc độ 19200 bps, 8-N-1, no flow control.
• Cấp nguồn cho nút Coordinator. Theo dõi cả hai đèn diode D1 và D2 sáng đồng thời, sau đó đèn D2 sáng. Nếu kết nối được một PC, quan sát chương trình Terminal sẽ hiển thị thông điệp “ New network successfully started ”.
• Bây giờ xác định vị trí nút RFD bằng cách tìm nhãn “RFD…” trên bộ điều khiển.
• Không bắt buộc: kết nối nút RFD tới một cổng nối tiếp của máy tính PC và bắt
đầu chương trình Terminal. Chọn cổng COM thích hợp và đặt tốc độ 19200 bps, 8-N-1, no flow control.
• Trong khi giữ nút Coordinator cho đến khi có điện, cấp nguồn cho nút RFD. Quan sát cả hai đèn Diode D1 và D2 sáng đồng thời, sau đó đèn D2 sáng. Nếu kết nối được đến PC, quan sát đèn D2 trong vòng 1 đến 2 giây, thì chương trình Terminal sẽ hiển thị thông điệp “Rejoin successful”. Nếu không thấy bất kì thông điệp nào hoặc thấy thông điệp “Rejoint failed”, hãy chắc chắn rằng đã có một node Coordinator được hỗ trợ và chạy tốt; xác lập lại nút RDF và thử lại lần nữa.
• Tại thời điểm này, các node RFD đã liên kết thành công với các node Coordinator.
• Nhấn S2 trên node RFD và quan sát rằng D1 trên node Cordinator công tắc
on/off.
• Nhấn S2 trên Coordinator và quan sát rằng D1 trên nút RFD công tắc on/off. Khi nhấn S2 ở Coordinator, D1 trên node RDF sẽ thay đổi sau vài phút. Sự trì hoãn này xảy ra do tần số mà ởđó node RFD thăm dò node Coordinator.
Lưu ý : Trên thực tế phạm vi song vô tuyến cho các nút PICDEM Z phụ
thuộc vào loại card RF và anten sử dụng. Hãy tham khảo hướng dẫn sử dụng về card RF để biết thông tin phạm vi
CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM VỚI BỘ TRÌNH DIỄN PICDEM - Z
3.1 Giới thiệu
Những chủđề được đề cập trong chương này bao gồm:
• Sửa đổi những cấu hình ứng dụng demo. • Kiểm tra hiệu suất RF • Sửa đổi cấu hình phần cứng • Phát triển phần mềm • Tạo tập tin nguồn ứng dụng 3.2 Sửa đổi những cấu hình ứng dụng demo
Những ứng dụng demo được lập trình sẵn thì được cấu hình khi xuất sưởng với một số cấu hình cụ thể như là node nhận dạng, liên kết mạng và ràng buộc thông tin. Khi cần thiết, có thể dễ dàng thay đổi những cấu hình đó thông qua một PC đang chạy chương trình Terminal RS-232.
Hai ứng dụng Demo Coordinator và Demo RFD sử dụng một giao diện terminal tương tự với các phần nhỏ khác trong cấu hình tùy chon có sẵn. Một số tùy chọn yêu cầu sử dụng theo tiêu chuẩn phần mềm Terminal, trong khi đó một số tùy chọn khác
được thực hiện bởi một chuỗi chuyển đổi tiến trình mà không cần phần mềm Terminal.
Để có thể thực hiện các bước phụ thuộc Terminal, cần phải có quyền truy cập tối thiểu một cáp RS-232 (DB9, male-to-female), một máy tính chủ với tối thiểu một cổng nối tiếp có sẵng và một chương trình Terminal chuẩn
3.2.1 Thay đổi giá trị ID Node
Như xác định trong tiêu chuẩn kĩ thuật của IEEE 802.15.4, mỗi node ZigBee cần phải chứa một địa chỉ MAC 64-bit duy nhất. Một phần của địa chỉ 64-bit bao gồm 24- bit IEEE được giao bởi tổ chức Organization Unique Identifier (OUI) và còn 40-bit còn lại do tổ chức sản xuất cấp. Những ứng dụng demo PICDEM Z tạo một địa chỉ
MAC hoàn chỉnh bằng cách kết hợp OUI Microchip là 00-04-a3 và không thêm vào 16-bits của giá trị nút ID nhãn tìm thấy trên board. Giá trị ID nút được lưu trữ trong bộ nhớ Flash của vi điều khiển. Các board mạch PICDEM Z thì được cấu hình lúc xuất xưởng với giá trị ID node riêng biệt. Khi cần thiết, có thể dễ dàng thay đổi giá trị ID node bằng cách làm theo các bước sau.
Chú Ý: Dưới đây là những thủ tục giảđịnh rằng đang sử dụng của Microsoft chương trình HyperTerminal. Ta có thể sử dụng bất kỳ chương trình Terminal theo sự lựa chọn, cung cấp theo yêu cầu port cài đặt được thiết lập
Làm theo các bước sau để sửa đổi một giá trị ID nút:
• Kết nối một nút PICDEM Z tới một cổng nối tiếp có sẵn trên máy tính, sử dụng một cáp nối DB9 RS-232 thẳng male-to-female.
• Chạy HyperTerminal (Start>Programs>Accessories>Communications).
• Trong hộp thoại “Connect To”, chọn cổng COM mà board mạch PICDEM Z
được kết nối đến. Nhấn OK.
• Cấu hình cổng nối tiếp đã kết nối đến nút PICDEM Z với các thông số cấu hình như sau: 19200 bps, 8 data bits, 1 Stop bit, và no parity, no flow control.
• Nhấn OK để bắt đầu kết nối.
• Mở hộp thoại “Properties” bằng cách chọn File>Properties.
• Nhấn OKđể tắt tất cả các hộp thoại đang mở.
• Cấp nguồn cho Nút trong khi vẫn giữ công tắc S3, hoặc nhấn và giữ cả Reset và công tắc S3 và sau đó cắt điện công tắc Reset
Sau đây là menu cấu hình sẽ xuất hiện trong của sổ terminal (Tiêu đề văn bản chính xác sẽ phụ thuộc vào loại node mà đã được cấu hình lại và ngày thiết lập):
***************************************************************************
ZigBee Demo RFD Application v1.0 (Microchip Stack for ZigBee v1.0.0) Built on Nov 12 2006
***************************************************************************
1. Set node ID...
2. Join a network.
3. Perform quick demo binding (Must perform #2 first)
4. Leave a previously joined network (Must perform #2 first)
5. Change to next channel.
6. Transmit unmodulated signal. 7. Transmit random modulated signal.
0. Save changes and exit.
Enter a menu choice:
• Đánh 1 để thay đổi giá trị Node ID.
• Theo các kiến trúc để nhập vào giá trị Node ID.
• Nhấn Reset ở trên node hoặc đánh 0để thoát chếđộ cấu hình và chạy ứng dụng
3.2.2 Thay đổi cấu hình Association và Binding
Những node PICDEM Z được cấu hình khi xuất xưởng gồm những cài đặt sau: 1. Node demo RDF thì được liên kết với node demo Coordinator.
2. Công tắc S2 trên node demo RFD thì biễu diễn bởi LED D1 trên node demo Coordinator.
3. Công tắc S2 trên node demo Coordinator thì biễu diễn bởi LED D1 trên node demo RFD.
Nó là những cấu hình mà cho phép khi nhấn S2 trên mỗi node và điều khiển LED D1 ở node còn lại. Khi cần thiết, có thể dễ dàng sửa đổi những cấu hình đó sử dụng thủ tục binding thường lệđược bổ sung trong những ứng dụng demo. Ví dụ, ta có thể
ràng buộc S2 ở node RFD đến D1 trên node tương tự hoặc một node RFD khác (Chắc chắn rằng đã có nhiều hơn một node RFD).
Mặc dù những thủ tục sau đây không cần yêu cầu một PC, nhưng có thể sử dụng một PC để giám sát những thông điệp cài đặt được hiển thị bởi những ứng dụng demo. Những thông điệp đó rất có ích để hiểu biết và sữa chữa cài đặt. Có thể quan sát thông
điệp cài đặt sử dụng một chương trình Terminal và đặt là 19200 bps, 8-N-1, no flow control.
Làm theo sau để sửa đổi các cấu hình association và binking: 1. Cắt nguồn tất cả các node.
2. Cấp nguồn cho node Coordinator (là node có nhãn là “COORD…” trên bộđiều khiển) tránh nhấn bất kì công tắc nào, hoặc nếu đã có nguồn sẵn, dễ dàng thiết lập lại board mạch bằng cách nhấn công tắc Reset, điều này đưa node Coordinator vào trạng thái hoạt động bình thường. Quan sát rằng D1 và D2 sáng sau ngay lập tức sau khi đèn D2 sáng trước. Nếu kết nối được với một chương trình Terminal, thông báo rằng thông điệp “New network successfully started” được hiển thị. Nếu nhìn thấy một thông điệp lỗi xuất hiện, nó có nghĩa là demo Coordinator không tìm thấy một kênh RF trống nào.
3. Trong khi vẫn giữ node Coordinator được cấp điện, thì cấp nguồn cho node RFD (một node với nhãn “RFD…” trên chip điều khiển ) trong khi giữ công tắc S3, hoặc nhấn và giữ cả công tắc Reset và S3; sau đó thả công tắc Reset ra. Quan sát rằng đèn D1 và D2 đều sáng. Nếu kết nối đến một chương trình
4. Nếu có nhiều hơn một node RFD, có thể tiếp tục lại bước 3 cho mỗi node RFD. 5. Nhấn S2 trên node RFD để bắt đầu chuỗi liên kết với Coordinator. Nếu được
kết nối với chương trình Terminal, thông điệp thông báo “Succesfully associated” được hiển thị. Nếu thông điệp này không được hiển thị, thì ta kiểm tra lại nguồn cho node Coordinator được cấp và nó hoạt động ở chế độ bình thường. Nếu máy tính có hai cổng nối tiếp và node demo Coordinator đang kết nối với máy tính, chú ý rằng Terminal hiển thị thông điệp “A new node has just joined”.
6. Nếu có nhiều hơn một node RFD, nhấn S2 trên mỗi node RFD để liên kết chúng với node Coordinator.
7. Từđó có nhiều khác biệt liên kết của ràng ruộc một cấu hình có thể có. Bảng 3- 1 được sử dụng để mô tả chuỗi các bước cần thiết của mỗi sự kết hợp.
BẢNG 3-1: CÁC BƯỚC CHO RÀNG BUỘC CẤU HÌNH Để ràng buộc Công tắc S2 mở Để ràng buộc LED D1 mở Kết quả RFD: Nhấn và giữ S3 trước sau đó nhấn S2 và thả S2, thả S3 Coordinator: Nhấn và giữ S3 trước sau đó nhấn S2 và thả S3, thả S2 S3 trên RFD được ràng buộc đến D1 trên Coordinator Coordinator: Nhấn và giữ S3 trước sau đó nhấn S2 và thả S2, thả S3 RFD: Nhấn và giữ S3 trước sau đó nhấn S2 và thả S3, thả S2
S3 trên Coordinator được
ràng buộc đến D1 trên RFD RFD: Nhấn và giữ S3 trước sau đó nhấn S2 và thả S2, thả S3 RFD: Nhấn và giữ S3 trước sau đó nhấn S2 và thả S3, thả S2 S3 trên RFD được ràng buộc đến D1 trên RFD còn lại RFD1: Nhấn và giữ S3 trước sau đó nhấn S2 và RFD2: Nhấn và giữ S3 trước sau đó nhấn S2 và S3 trên RFD #1 được ràng buộc đến D1 trên
thả S2, thả S3 thả S3, thả S2 RFD #2 Coordinator: Không áp dụng Coordinator: Không áp dụng Không được phép
Chú ý: Như mỗi một bước khi thực hiện, đèn diode D1 va D2 trên các node tương ứng sẽ thay đỗi giữa on và off, đến off và on. Còn cái node mà chương trình terminal kết nối đến node RFD sẽ hiển thị thông điệp “Attempting to bind…” và terminal kết nối đến node Coordinator sẽ hiển thị thông điệp “Received valid…”.
Để hoàn thành quá trình ràng buộc, phải thực hiện được cả hai “Để ràng buộc Công tắc S2 mở” và “Để ràng buộc LED D1 mở” hoạt động.
8. Nhấn công tắc Reset trên mỗi node RFD để bắt đầu thực thi bình thường. Nếu kết nối đến chương trình Terminal, thông điệp “Rejoin successful” được hiển thị.
9. Phụ thuộc vào cách ràng buộc được thực hiện, nhấn S2 trên node để chắc chắn rằng D1 trên node tương tự hoặc khác sẽ thay đổi
Lưu ý: Để hoàn thành quá trình điều khiển D1 trên node khác hoặc tương tự, node Coordinator phải được hoạt động và chạy ở chếđộ bình thường.
3.2.3 Giải phóng Entire Neighbor và Binding Table
Theo lý thuyết trong đặc điểm kĩ thuật của giao thức ZigBee, Coordinator lưu trữ
tất cả thông tin liên kết và ràng buộc trong những bảng riêng biệt tại bộ nhớ cục bộ của nó. Ứng dụng The Microchip demo Coordinator sử dụng bộ nhớ Flash trong chip để
Có thể hoặc xóa một cá thể liên kết và ràng buộc đi vào hoặc xóa toàn bộ một bảng. Để xóa toàn bộ bảng trên demo Coordinator, thực hiện những bước sau:
1. Cắt nguồn toàn bộ các node.
2. Kết nối node Coordinator đến một PC sử dụng 1 cáp chuẩn RS-232.
3. Mở một chương trình Terminal trên PC và mở cổng COM thích hợp với các cấu hình: 19200 bps, 8-N-1, and no flow control.
4. Cấp nguồn cho node Coordinator trong khi giữ công tắc S3, hoặc nhấn và giữ
cả hai Reset và S3, sau đó thả công tắc Reset ra. Quan sát rằng D1 và D2 thì sáng lên. Chú ý rằng chương trình terminal sẽ hiển thị danh mục cấu hình sau:
*************************************************************************** ZigBee Demo Coordinator Application v1.0 (Microchip Stack for ZigBee v1.0.0)
Built on Nov 12 2006
*************************************************************************** 1. Set node ID...
2. Clear Neighbor Table. 3. Clear Binding Table. 4. Change to next channel. 5. Transmit unmodulated signal. 6. Transmit random modulated signal. 0. Save changes and exit.
Enter a menu choice:
5. Để xóa bảng các liên kết, đánh 3. Lúc hoàn tất thành công, danh mục cấu hình sẽ được hiển thị lại. Chú ý rằng việc giải phóng bảng liên kết sẽ tự động xóa bảng ràng buộc liên kết.
6. Để xóa bảng ràng buộc, đánh 4. Lúc hoàn tất thành công, danh mục cấu hình sẽ được hiển thị lại.
3.2.4 Giải phóng Individual Association và Blinding Entry
Nếu muốn giải phóng một bảng cá thể liên quan đến một node RFD cụ thể. Phải thực thi một lệnh cấu hình trên node RFD đó. Để làm được điều đó, thực hiện theo các bước sau:
1. Tắt nguồn tất cả các node.
2. Bật nguồn node Coordinator cho ở chế độ hoạt động bình thường và chắc chắn rằng đèn Diode D1 và D2 sáng một lần đi theo sau bởi một lần chớp sáng đơn của D2.
3. Chọn node RFD mà liên kết và ràng buộc ngõ ra cần được giải phóng và sau đó kết nối nó đến một PC sử dụng chuẩn cable RS-232
4. Chạy chương trình Terminal trên máy tính và mở cổng COM thích hợp với những lựa chọn cấu hình sau: 19299 bps, 8-N-1 và no flow control.
5. Cấp nguồn cho node RFD trong khi giữ công tắc S3, hoặc nhấn và giữ cả hai công tắc Reset và S3, sau đó thả công tắc S3 ra. Quan sát D1 và D2 thì sáng. Chú ý rằng chương trình Terminal sẽ hiển thị danh mục cấu hình sau:
*************************************************************************** ZigBee Demo RFD Application v1.0 (Microchip Stack for ZigBee v1.0.0)
Built on Nov 12 2006
*************************************************************************** 1. Set node ID...
2. Join a network.
3. Perform quick demo binding (Must perform #2 first) 4. Leave a previously joined network (Must perform #2 first) 5. Change to next channel.
6. Transmit unmodulated signal. 7. Transmit random modulated signal. 0. Save changes and exit.
6. Đánh 2đểđầu tiên tham gia nguồn sẵn sàng và chạy node demo Coordinator. 7. Đánh 4 để rời nguồn sẵn sàng và chạy node demo Coordinator. Lúc hoàn tất
thành công, danh mục cấu hình sẽđược hiển thị lại. Bước này sẽ tựđộng xóa tất cả ràng buộc ngõ ra được liên kết với node này.
Luu ý: Sau khi hoàn tất những bước này, phải liên kết và ràng buộc node RFD này với sự chọn lựa Coordinator vào lại thao tác ứng dụng bình thường. Tham khảo lại đoạn 3.2.2 “Thay đổi cấu hình Association và Binding”.
3.3 Kiểm tra hiệu suất RF
Những ứng dụng demo PICDEM Z còn cung cấp 2 danh mục tùy chọn đặc biệt để