实验二：Z-Stack 通信实验（传输学号）

一句话理解

本实验直接利用《3.4 ZigBee 3.0 通信实验》的工程与流程，把三种通信方式（点对点 / 广播 / 组播）在真实板子上跑起来，并把传输的数据改成你自己的学号——接收方屏幕上看到的是学号在"飞"。

前置知识

本实验完全基于 3.4 ZigBee 3.0 通信实验一节的知识，请先按该章节完成：

设备初始化（zclSampleSw_Init()）：
- 协调器：建网 + NLME_PermitJoiningRequest(255) + 启动广播/组播定时事件；
- 路由器/终端：入网 + aps_AddGroup() 加入组 + 启动点对点定时事件；
事件定义（zcl_samplesw.h）：SAMPLEAPP_P2P_EVT / SAMPLEAPP_BROADCAST_EVT / SAMPLEAPP_GROUPCAST_EVT；
事件处理（zclSampleSw_event_loop()）：周期触发 zclSampleSw_AF_P2P() / zclSampleSw_AF_Broadcast() / zclSampleSw_AF_Groupcast() 发送；
接收处理（zclSampleSw_AF_RxProc()）：按 clusterId 分类显示。

本实验的增量是：把发送的数据内容从 "P2P"/"Broadcast"/"Groupcast" 改为自己的学号，并在接收处理中显示/打印学号。

实验目的

掌握 ZigBee 三种通信方式（点对点 / 广播 / 组播）的工程实现（复用 3.4 章节）；
掌握修改传输数据内容的方法（把示例数据替换为自己的学号）；
能够在接收方屏幕/串口看到自己学号的传输结果。

实验器材

器材	数量	用途
GEC2530 开发板	2 块	1 协调器（Mini 板）+ 1 路由器/终端（标准板）
ZigBee 仿真器	1 个	烧录程序
USB 数据线	2 根	供电 + 串口
IAR EW for 8051	1 套	编译工程
串口调试助手	1 个	查看接收到的学号

实验原理

三种通信方式与学号数据流

🔗

点对点 P2P

路由器/终端 → 协调器(0x0000)
定时发送【学号】

📡

📢

广播 Broadcast

协调器 → 全网
定时发送【学号】

📡

👥

组播 Groupcast

协调器 → 组21
定时发送【学号】

P2P 链路：终端把学号单播给协调器（目标地址 0x0000）；
广播链路：协调器把学号发给网络中所有节点；
组播链路：协调器把学号只发给加入了组 21 的设备。

修改点就两处

发送处：把 zclSampleSw_AF_P2P() / AF_Broadcast() / AF_Groupcast() 中作为数据传入的字符串，改成你的学号；
接收处：zclSampleSw_AF_RxProc() 中把接收到的学号显示在屏幕，并可用串口打印（呼应实验一的 Terminal 打印习惯）。

实验步骤

步骤 1：按 3.4 章节搭好工程

打开 Z-Stack 3.0.1 的 SampleSwitch 工程；
按 3.4 章节完成初始化代码、事件定义、事件处理、接收处理；
先编译下载验证：协调器收到 "P2P"、标准板收到 "Broadcast"/"Groupcast"，三种通信方式全部跑通。

步骤 2：定义自己的学号

在应用层（zcl_samplesw.c 或 zcl_samplesw.h）定义学号数据：

// 学号（请换成你自己的学号！）
#define STUDENT_ID   "202311040123"
#define STUDENT_ID_LEN  (sizeof(STUDENT_ID))   // 含结尾 '\0'，共 13 字节

步骤 3：发送处改为学号

终端（或路由器）— 点对点发送学号给协调器：

// P2P Event
if ( events & SAMPLEAPP_P2P_EVT )
{
  zclSampleSw_AF_P2P(0x0000,               // 目标：协调器
                     CLUSTER_P2P,
                     STUDENT_ID_LEN,        // 数据长度（学号长度+1）
                     (uint8 *)STUDENT_ID);  // 数据内容：学号

  osal_start_timerEx(zclSampleSw_TaskID,
                     SAMPLEAPP_P2P_EVT,
                     SAMPLEAPP_P2P_PERIOD);

  return ( events ^ SAMPLEAPP_P2P_EVT );
}

协调器 — 广播/组播学号：

// Broadcast event
if ( events & SAMPLEAPP_BROADCAST_EVT )
{
  zclSampleSw_AF_Broadcast(CLUSTER_BROADCAST,
                           STUDENT_ID_LEN,
                           (uint8 *)STUDENT_ID);   // 广播学号

  osal_start_timerEx(zclSampleSw_TaskID,
                     SAMPLEAPP_BROADCAST_EVT,
                     SAMPLEAPP_BROADCAST_PERIOD);

  return ( events ^ SAMPLEAPP_BROADCAST_EVT );
}

// Groupcast event
if ( events & SAMPLEAPP_GROUPCAST_EVT )
{
  zclSampleSw_AF_Groupcast(GROUP_ID,
                           CLUSTER_GROUPCAST,
                           STUDENT_ID_LEN,
                           (uint8 *)STUDENT_ID);   // 组播学号

  osal_start_timerEx(zclSampleSw_TaskID,
                     SAMPLEAPP_GROUPCAST_EVT,
                     SAMPLEAPP_GROUPCAST_PERIOD);

  return ( events ^ SAMPLEAPP_GROUPCAST_EVT );
}

步骤 4：接收处显示 + 串口打印学号

在 zclSampleSw_AF_RxProc() 中，把示例的显示逻辑改为显示学号，并加串口打印：

static void zclSampleSw_AF_RxProc(afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt)
{
  static uint8 p2pCnt = 0;
  static uint8 bcCnt  = 0;
  static uint8 gcCnt  = 0;

  switch( MSGpkt->clusterId )
  {
    case CLUSTER_P2P:
      p2pCnt++;
      // 屏幕显示：收到的学号 + 计数
      HalLcdWriteString((char *)MSGpkt->cmd.Data, 3);
      HalLcdWriteStringValue("Cnt:", p2pCnt, 10, 4);
      // 串口打印学号到 PC 终端（可选）
      HalUARTWrite(0, MSGpkt->cmd.Data, MSGpkt->cmd.DataLength);
      break;

    case CLUSTER_BROADCAST:
      bcCnt++;
      HalLcdWriteString((char *)MSGpkt->cmd.Data, 3);
      HalLcdWriteStringValue("BC:", bcCnt, 10, 4);
      HalUARTWrite(0, MSGpkt->cmd.Data, MSGpkt->cmd.DataLength);
      break;

    case CLUSTER_GROUPCAST:
      gcCnt++;
      HalLcdWriteString((char *)MSGpkt->cmd.Data, 3);
      HalLcdWriteStringValue("GC:", gcCnt, 10, 4);
      HalUARTWrite(0, MSGpkt->cmd.Data, MSGpkt->cmd.DataLength);
      break;

    default:
      break;
  }
}

步骤 5：编译下载与验证

选择 RouterEB（或 EndDeviceEB） 编译下载到标准板；
选择 CoordinatorEB 编译下载到 Mini 板；
先给 Mini 板上电（建网），再给标准板上电（自动入网）；
观察两块板的屏幕与串口：

板子	角色	期望现象
Mini 板	协调器	屏幕/串口显示你的学号（来自终端的 P2P 数据，每秒一次，计数递增）
标准板	路由器/终端	屏幕/串口显示你的学号（来自协调器的广播 + 组播数据）

在线仿真环节：printf + Terminal I/O 查看辅助信息

在线仿真（连接仿真器、进入 C-SPY 调试会话）过程中，程序里的 printf 输出会实时显示在 IDE 界面的 Terminal I/O 窗口——无需外接串口线，是调试阶段查看辅助信息最直接的方式。

配置步骤（在线仿真）

接线：仿真器连接开发板与 PC（在线仿真必需）；
Project → Options → General Options → Library Configuration：Library 选择 Full（完整库，printf 才可用）；
点击 Debug（Ctrl+D） 进入在线仿真调试会话（C-SPY 连接仿真器）；
菜单 View → Terminal I/O 打开 IDE 界面上的 Terminal I/O 窗口；
全速运行程序，printf 辅助信息实时显示在该窗口。

代码改造：接收处用 printf 打印学号

在 zclSampleSw_AF_RxProc() 中，把（或补充）串口打印改为 printf：

#include <stdio.h>

static void zclSampleSw_AF_RxProc(afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt)
{
  static uint8 p2pCnt = 0, bcCnt = 0, gcCnt = 0;

  switch( MSGpkt->clusterId )
  {
    case CLUSTER_P2P:
      p2pCnt++;
      // 输出到 Terminal I/O 窗口
      printf("[P2P] %s Cnt:%d\r\n", MSGpkt->cmd.Data, p2pCnt);
      break;

    case CLUSTER_BROADCAST:
      bcCnt++;
      printf("[BC] %s Cnt:%d\r\n", MSGpkt->cmd.Data, bcCnt);
      break;

    case CLUSTER_GROUPCAST:
      gcCnt++;
      printf("[GC] %s Cnt:%d\r\n", MSGpkt->cmd.Data, gcCnt);
      break;

    default:
      break;
  }
}

现象

进入调试后，Terminal I/O 窗口实时显示 [P2P] 202311040123 Cnt:1、[BC] 202311040123 Cnt:5……学号与计数一目了然，且不会被 LCD 截断。

注意

Library 必须为 Full，否则 printf 不可用；
Terminal I/O 只在**在线仿真调试会话（Debug）**中显示；
HalUARTWrite 串口打印与 printf 可并存。

实验现象与检查点

检查点	期望现象
协调器屏幕	显示学号 + P2P 计数（每秒递增）
标准板屏幕	显示学号 + 广播计数、组播计数
串口输出	两块板串口均周期性打印学号
学号正确性	显示内容与你的学号逐位一致
三种通信均通	P2P、广播、组播计数都在增长

常见问题

屏幕只显示 4 个字符：LCD 单行显示宽度有限，学号超过 4 位时可用 HalLcdWriteStringValue() 分段显示，或直接用串口打印完整学号；
看不到 P2P 数据：确认终端发送目标地址为 0x0000（协调器），且簇 ID 两端一致；
组播收不到：确认标准板已 aps_AddGroup() 加入组 21（GROUP_ID），且协调器组播地址用 afAddrGroup；
乱码：串口波特率与固件一致（默认 115200）。

思考题

为什么 LCD 显示学号会截断？串口打印相比屏幕显示有什么优势？
广播和组播都发给标准板，clusterId 为什么能区分两种数据？（提示：CLUSTER_BROADCAST / CLUSTER_GROUPCAST）
如果想把学号按"数字位"逐字节发送（如发送 12 个数字而不是字符串），应该怎么改长度与发送内容？
三种通信方式分别适合什么业务场景？结合 ZigBee 应用举例。

实验报告要求

说明本实验复用了 3.4 章节的哪些知识；
粘贴修改后的核心代码（发送处 + 接收处）及注释；
附两块板的屏幕/串口截图，标注显示的学号与计数；
记录三种通信方式的传输现象；
回答思考题；
写出遇到的问题及解决办法。

关联知识：3.4 ZigBee 3.0 通信实验、AF 数据发送 API、实验一：简单组网

第1章：Z-Stack 3.0 架构详解

第4章：硬件适配层应用——LED

第5章：硬件适配层应用——按键

2.2 应用框架详解

4.2 重要接口说明

4.4 应用

5.1 接口说明

6.1 基本内容

实验二：Z-Stack 通信实验（传输学号）

前置知识

实验目的

实验器材

实验原理

三种通信方式与学号数据流

修改点就两处

实验步骤

步骤 1：按 3.4 章节搭好工程

步骤 2：定义自己的学号

步骤 3：发送处改为学号

步骤 4：接收处显示 + 串口打印学号

步骤 5：编译下载与验证

在线仿真环节：printf + Terminal I/O 查看辅助信息

配置步骤（在线仿真）

代码改造：接收处用 printf 打印学号

实验现象与检查点

思考题

实验报告要求

实验二：Z-Stack 通信实验（传输学号） ​

前置知识 ​

实验目的 ​

实验器材 ​

实验原理 ​

三种通信方式与学号数据流 ​

修改点就两处 ​

实验步骤 ​

步骤 1：按 3.4 章节搭好工程 ​

步骤 2：定义自己的学号 ​

步骤 3：发送处改为学号 ​

步骤 4：接收处显示 + 串口打印学号 ​

步骤 5：编译下载与验证 ​

在线仿真环节：printf + Terminal I/O 查看辅助信息 ​

配置步骤（在线仿真） ​

代码改造：接收处用 printf 打印学号 ​

实验现象与检查点 ​

思考题 ​

实验报告要求 ​

实验二：Z-Stack 通信实验（传输学号）

前置知识

实验目的

实验器材

实验原理

三种通信方式与学号数据流

修改点就两处

实验步骤

步骤 1：按 3.4 章节搭好工程

步骤 2：定义自己的学号

步骤 3：发送处改为学号

步骤 4：接收处显示 + 串口打印学号

步骤 5：编译下载与验证

在线仿真环节：printf + Terminal I/O 查看辅助信息

配置步骤（在线仿真）

代码改造：接收处用 printf 打印学号

实验现象与检查点

思考题

实验报告要求