Hướng dẫn ứng dụng công nghệ zigbee điều khiển thiết bị – RASSTEK

Yêu cầu đặt ra:

Ứng dụng Zigbee điều khiển thiết bị đèn mô phỏng, phần cứng là lập trình trên vi điều khiển Pic hoặc Arduino điều được.

Yêu cầu đơn thuần chỉ vậy, nhưng khá nhiều yếu tố phải xử lý nha những bạn, bài này dành cho bạn nào mới nha.

Các bạn đã hiểu về công nghệ tiên tiến Zigbee ?

Kiến thức cơ bản đã có bài trong bài : Mạng không dây ZigBee Và Ứng Dụng. Bạn nên tìm hiểu thêm qua, để những thuật ngữ mình trình diễn những bạn dễ hiểu hơn nha.

Các điểm tổng quát:

• Mạng Zigbee là mạng không dây tốc độ thấp.
• Ưu điểm là khả năng hỗ trợ mạng Mesh nên số lượng thiết bị trong mạng lên tới 65,000 điểm .
• Sử dụng năng lượng thấp phần lớn các node đi vào chế độ Sleep. Nên một node ZigBee không cần thay Pin tới vài năm.
• 3 thiết bị trong mạng : Coordinator ( ZC), Router( ZR), End device(ED)

Nguyên lý hoạt động giải trí

• Máy tính giao tiếp với Coordinator Zigbee qua cổng USB hoặc RJ45.

Truyền mã tinh chỉnh và điều khiển xuống, khí đó mạng Zigbee được thiết lập trước sẽ truyền broadcast gói tin xuống thiết bị router ZigBee. Thiết bị Router Zigbee được phong cách thiết kế tiếp xúc với một vi điều khiển và tinh chỉnh Pic hoặc Arduino theo chuẩn Uart chân RX, TX. Gói tin sẽ được vi điều khiển và tinh chỉnh giải quyết và xử lý và xuất tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh tới đèn. Lưu ý đây led để mô phỏng nha những bạn. Nếu muốn tinh chỉnh và điều khiển đèn 220V thì nên qua Rơ-le có cách ly không thôi đen thui cái mạch Router thì tốn thêm ngân sách. Sau khi bật được đèn thì Router ZigBee sẽ truyền ngược lại gói tin là đèn đã được bật và thông tin lên màn hình trạng thái

Yêu cầu phần cứng Zigbee

Để hoàn toàn có thể tinh chỉnh và điều khiển được một thiết bị thì ta phải biết tên của thiết bị đó. Trong bài là đèn, thì đèn này phải được định danh đơn cử trong mạng. Chúng ta cần một mạng trung gian để truyền tín hiệu tinh chỉnh và điều khiển từ máy tính hay điện thoại thông minh xuống. Mạng Zigbee sẽ làm điều này. Cần tối thiểu 2 node để hoàn toàn có thể hình thành được một mạng Zigbee. Một node sẽ làm Coordinator tiếp xúc với máy tính, node còn lại sẽ tiếp xúc với đèn cần điều khiển và tinh chỉnh.

Chọn phần cứng thiết lập mạng Zigbee

Mạng zigbee :

• 2 Zigbee module DRF1605H.
• Đế DRF1605H giao tiếp USB
• Mạch Pic module, các bạn có thể sẵn trên thị trường, hoặc có thể tự vẽ mạch và hàn linh kiện, tích hợp Zigbee lên board luôn sẽ được đánh giá cao hơn.
• Module Relay nếu dùng điều khiển đèn 12V hoặc 220Vac.

Phần cứng chỉ đơn thuần vậy thôi ! Phần mềm : Ứng dụng này mình viết trên C # giao diện điều khiển và tinh chỉnh đơn thuần, mình sẽ san sẻ luôn file lập trình cho những bạn tải về phần cuối bài nhé ! Các bạn nên học thêm C # trước khi mở màn làm. Tổng hợp những phần cần học trước khi vô làm :

• Lập trình vi điều khiển chủ yếu là PIC trong trường đại học giờ chắc dạy Pic chủ yếu.
• Lập trình C sharp. Học cơ bản là chiến được rồi đừng đi quá sâu không đủ thời gian.
• Thiết kế, vẽ mạch PCB nên học Altium
• Nắm thật kỹ kiến thức điện tử nhé, nhầm nguồn và GND thì xác định.
• Mô phỏng mạch trên Proteus, phục vụ cho vẽ mạch. Mô phỏng sẽ giúp bạn tiết kiệm chi phí làm mạch.

Cấu hình mạng Zigbee với module DRF1605H

Chuẩn bị:

• 2 Module DRF1605H + Đế công nghệ zigbee pro 2007
• Máy tính cài driver PL2303
• Phần mềm thiết lập mạng Zigbee của hãng
• Phần mềm mô phỏng mạng ” ZigBee Sensor Monitor”
• Phần mềm truyền dữ liệu Hercules

Các bạn tìm hiểu thêm thông số kỹ thuật Module trước khi vào thông số kỹ thuật nha. Để ý sơ đồ chân sắp xếp để tiếp xúc cho đúng.

Các bước thiết lập mạng Zigbee

Bước 1: Chọn 1 module DRF1605H làm Coordinator

Sử dụng ứng dụng DTK Application thông số kỹ thuật những tham số cho module.

Khi ta cắm giao tiếp module zigbee vào máy tính trước rồi ta mở phần mềm DTK Application, chọn cổng COM giao tiếp với tính chọn Connect và chờ cho máy tính nhận module ( Điều kiện máy tính đã cài Driver PL 2303 giao tiếp với module) .

• Module giao tiếp với máy tính làm Coordinator. Sau ta chọn Write để ghi vào chip sau đó Disconnect, Connect lại thì lúc này module đó trở thành Coordinator.
• Thiết lập PAN ID trong một mạng Zigbee thì chỉ có 1 PAN ID. Các node khác muốn kết nối vào mạng thì phải trùng PAN ID
• Baud rate là tốc độ giao tiếp với phần mềm máy tính hoặc vi xử lý. Baudrate cao thì khả năng lỗi bit càng cao. Khi test mạng thì sẽ chọn baud rate là 38400 do phần mềm test chỉ hỗ trợ Baudrate này sau đó sẽ cần thiết lập lại 9600. Sau khi cấu hình các thông số hoàn thành ta disconnect module .

Bước 2 : Chọn tiếp 1 module DRF1605H làm Router.

Các bước thông số kỹ thuật tương tự như như thông số kỹ thuật Coordinator, quan tâm PAN ID trùng với PAN ID của Coordinator và cùng vận tốc Baud rate.

Bước 3: Kiểm tra trực quan mô hình mạng Zigbee

Ta mới thiết lập ta sử dụng phần mềm ZigBee Sensor monitor của TI hỗ trợ để test mạng

Mô hình Coordinator ZigbeeKhi ta liên kết module DRF1605H được cấu hình thành Coordinator vòng tròn đỏ đại diện thay mặt. Nhấn nút test trên module thì module sẽ gửi một gói tin trải qua UART. Ta triển khai cấp nguồn cho những node mạng còn lại, chờ khoảng chừng 3 s khi nguồn không thay đổi ta nhấn nút test trên module hoặc ta kích vào chân số 3 J2 ( Test button ), để gửi nhu yếu tham gia mạng sau khi Coordinator kiểm tra xong thì liên kết mạng được xây dựng. Mạng Zigbee 2 node trên TI Monitor SensorNhư vậy, ta đã thiết lập được một mạng Zigbee, giờ đây ta hoàn toàn có thể truyền tài liệu giữa những node trong mạng. Mở ứng dụng Hercules truyền thử một vài chuỗi để test vận tốc nha những bạn !

Giao tiếp module DRF1605H với Pic Module

Trong bài này mình tự tay lên Schematic và vẽ Layout luôn tích hợp chung một mạch Schematic kết nối Pic với module ZigbeeHoặc nếu bạn có Pic module riêng thì dùng dây cắm liên kết giữa 2 module lại. Các thiết bị như bóng đèn hay muốn điều khiển và tinh chỉnh gì thì liên kết vào những chân của Pic nhé. Module ZigBee DRF1605H tiếp xúc Uart tại chân 4 và 5 của J2. Ta liên kết Uart của Pic 16 f887 tại chân RC6 và RC7 với chân số 4 và 5 của module ZigBee RX-TX, nhưng do module ZigBee hoạt động giải trí ở điện áp 3.3 V còn Module Pic hoạt động giải trí điện áp 5V, vì thế ta không hề trực tiếp dùng nguồn. Sử dụng thêm bộ nguồn hạ áp từ 5V xuống 3.3 V, với nguồn vào 5V lấy cùng nguồn với Module Pic, vậy ta thỏa mãn nhu cầu nhu yếu trong tiếp xúc UART là cùng đường Mass. Sau khi có được phần cứng, thực thi lập trình và đổ chương trình cho PIC. Phần này mình không nêu đơn cử nhưng sẽ san sẻ Code mẫu cho những bạn tìm hiểu thêm phần cuối Download nha !

Thiết kế ứng dụng tinh chỉnh và điều khiển thiết bị với công nghệ tiên tiến ZigBee .

Phần mềm mình thiết kế xây dựng trên C sharp hay còn gọi là C #.

Yêu cầu giao diện điều khiển:

• Xây dựng giao diện nút bấm điều khiển đèn khi đèn được bật thì chuyển trạng thái.
• Giao tiếp với mạch Zigbee Coordinator qua cổng USB
• Nhận thông tin trả về từ các Node bên dưới

Nguyên lý hoạt động của phần mềm:

Phần mềm sẽ thực thi tiếp xúc với module Zigbee qua chuẩn USB dùng hàm gọi những cổng USB từ máy tính lên và tiếp lập liên kết. Điều khiển đèn sử dụng những thuộc tính Button khi nhấn sẽ thực thi gửi 1 chuỗi tài liệu xuống module Coordinator. Khi đó mạng Zigbee sẽ gửi Broadcast chuỗi tài liệu qua mạng Zigbee đã thiết lập trước những node nhận được sẽ thực thi cắt và giải quyết và xử lý, nếu trùng với mã được nạp trong Pic khi đó Pic sẽ tinh chỉnh và điều khiển trạng thái những chân và bật tắt đèn. Đồng thời sẽ truyền ngược về Coordinator một gói tín xác nhận. Phần mềm cũng giải quyết và xử lý gói tin và Open thông tin trên giao diện.

Kết luận

Đó là tác dụng cơ bản cần đạt được mình sẽ gửi những bạn code mẫu để tìm hiểu thêm phần cuối luôn nha.

Để tải về hàng loạt tài liệu trong bài gồm có code, ứng dụng, … thì những bạn vui mắt điền theo Form bên dưới. Cam kết không Spam chỉ là mình muốn san sẻ công nghệ tiên tiến zigbee đến những bạn thật sự chăm sóc.

Cảm ơn các bạn!

Tham khảo thêm về công nghệ Zigbee tại : zigbee.org

Source: https://vh2.com.vn
Category : Tin Học