zigbee學習自我總結(jié)

1、1. Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點類型Zigbee網(wǎng)絡(luò)有三類節(jié)點類型：即協(xié)調(diào)器Coordinator、路由器Router和終端設(shè)備EndDevice，其中協(xié)調(diào)器和路由器均為全功能設(shè)備，而終端設(shè)備選用精簡功能設(shè)備。2. Zigbee協(xié)議棧各層主要功能模塊3. Zigbee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點地址Zigbee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的每一個節(jié)點皆有兩個地址：位的地址及位網(wǎng)絡(luò)地址EUI-64（64-bit extended unique identifier）1）64-bit地址，又稱為MAC地址或IEEE地址。每個ZigBee節(jié)點都應(yīng)該有全球唯一的64位IEEE地址。這個地址需要向IEEE組織申請才能使用。通信時，將待發(fā)送的數(shù)據(jù)包的

2、目的地址設(shè)為此64位IEEE地址，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的正確投遞。2）16-bit地址，即網(wǎng)絡(luò)地址，或稱為短地址。當一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)形成后，ZigBee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每個節(jié)點，都會分配到一個16位的網(wǎng)絡(luò)地址。通信時，將待發(fā)送的數(shù)據(jù)包的目的地址設(shè)為此16位網(wǎng)絡(luò)地址。4.Zigbee協(xié)議術(shù)語配置文件(profile)：Zigbee協(xié)議的配置文件是對邏輯組件及其相關(guān)接口的描述，是面向某個應(yīng)用類別的公約、準則通常沒有程序代碼與配置文件相關(guān)聯(lián)屬性（attribute）：設(shè)備之間通信的每一種數(shù)據(jù)像開關(guān)的狀態(tài)或溫度計值等皆可稱為屬性每個屬性可得到唯一的ID值簇（cluster）：多個屬性的匯集形成了簇，每個簇也擁有

3、一個唯一的ID。雖然個體之間傳輸?shù)耐ǔＪ菍傩孕畔?，但所謂的邏輯組件的接口指的卻是簇一級的操作，而非屬性一級終端（endpoint）：每個支持一個或多個簇的代碼功能塊稱為終端。不同的設(shè)備通過它們的終端及所支持的簇來進行通信。PAN IDs：PAN IDs是用來在邏輯上分離在同一領(lǐng)域內(nèi)的多個節(jié)點組。這樣不同組之間節(jié)點通信就不會干擾，且可以在同一通道channel上（zigbee2007不行，因為它通信時可以改變頻率的）Pan id是16位，范圍是0x000003fff。當建立或加入網(wǎng)絡(luò)時沒有指定PAN ID的話，就會根據(jù)default PAN ID確定。它是個常量。Extended PAN ID：

4、zigbee 增加了一個8字節(jié)的擴展PAN ID，便于提供服務(wù)和PAN ID沖突檢測。5. Zigbee協(xié)議結(jié)構(gòu)物理層(PHY)物理層定義了物理無線信道和MAC子層之間的接口，提供物理層數(shù)據(jù)服務(wù)和物理層管理服務(wù)。物理層內(nèi)容： 1) ZigBee的激活；2)當前信道的能量檢測；3)接收鏈路服務(wù)質(zhì)量信息；4 )ZigBee信道接入方式；5)信道頻率選擇；6)數(shù)據(jù)傳輸和接收。介質(zhì)接入控制子層(MAC)MAC層負責處理所有的物理無線信道訪問，并產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)信號、同步信號；支持PAN連接和分離，提供兩個對等MAC實體之間可靠的鏈路。MAC層功能：1）網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器產(chǎn)生信標；2）與信標同步；3）支持PAN (個域

5、網(wǎng))鏈路的建立和斷開；4）為設(shè)備的安全性提供支持；5）信道接入方式采用免沖突載波檢測多址接入(CSMA-CA)機制；6）處理和維護保護時隙(GTS)機制；7）在兩個對等的M AC實體之間提供一個可靠的通信鏈路。網(wǎng)絡(luò)層（NWK）ZigBee協(xié)議棧的核心部分在網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層主要實現(xiàn)節(jié)點加入或離開網(wǎng)絡(luò)、接收或拋棄其他節(jié)點、路由查找及傳送數(shù)據(jù)等功能。網(wǎng)絡(luò)層功能：1)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)；2)網(wǎng)絡(luò)形成；3)允許設(shè)備連接；4)路由器初始化；5)設(shè)備同網(wǎng)絡(luò)連接；6)直接將設(shè)備同網(wǎng)絡(luò)連接；7)斷開網(wǎng)絡(luò)連接；8)重新復(fù)位設(shè)備；9)接收機同步；10)信息庫維護。應(yīng)用層（APL）ZigBee應(yīng)用層框架包括應(yīng)用支持層(APS)、

6、ZigBee設(shè)備對象(ZDO)和制造商所定義的應(yīng)用對象。應(yīng)用支持層的功能包括：維持綁定表、在綁定的設(shè)備之間傳送消息。ZigBee設(shè)備對象的功能包括：定義設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色(如ZigBee協(xié)調(diào)器和終端設(shè)備)，發(fā)起和響應(yīng)綁定請求，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間建立安全機制。ZigBee 設(shè)備對象還負責發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，并且決定向他們提供何種應(yīng)用服務(wù)。ZigBee應(yīng)用層除了提供一些必要函數(shù)以及為網(wǎng)絡(luò)層提供合適的服務(wù)接口外，一個重要的功能是應(yīng)用者可在這層定義自己的應(yīng)用對象。應(yīng)用程序框架（AF）運行在ZigBee協(xié)議棧上的應(yīng)用程序?qū)嶋H上就是廠商自定義的應(yīng)用對象，并且遵循規(guī)范（profile）運行在端點1-240上。在Z

7、igBee應(yīng)用中，提供2種標準服務(wù)類型：鍵值對（KVP）或報文（MSG）。Zigbee設(shè)備對象（ZDO）遠程設(shè)備通過ZDO請求描述符信息，接收到這些請求時，ZDO會調(diào)用配置對象獲取相應(yīng)描述符值。另外，ZDO提供綁定服務(wù)。6. Z-Stack軟件構(gòu)架Z-Stack由main（）函數(shù)開始執(zhí)行，main（）函數(shù)共做了2件事：一是系統(tǒng)初始化，另外一件是開始執(zhí)行輪轉(zhuǎn)查詢式操作系統(tǒng)，如下圖所示：7. Z-Stack 系統(tǒng)運行流程圖8. Z-Stack在項目中的目錄結(jié)構(gòu)（1）App：應(yīng)用層目錄，這個目錄下的文件就是創(chuàng)建一個新項目時自己要添加的文件，（2）HAL：硬件層目錄，Common目錄下的文件是公用文件

8、，基本上與硬件無關(guān)，其中hal_assert.c是斷言文件，用于調(diào)用，hal_drivers.c是驅(qū)動文件，抽象出與硬件無關(guān)的驅(qū)動函數(shù)，包含有與硬件相關(guān)的配置和驅(qū)動及操作函數(shù)。Include目錄下主要包含各個硬件模塊的頭文件，而Target目錄下的文件是跟硬件平臺相關(guān)的，可能看到有兩個平臺，分別是Cc2430DB平臺和一個CC2430EB平臺。后面的DB和EB表示的是TI公司開發(fā)板的型號，其實還有一種類型是BB的，BB: Battery BoardDB: Development BoardEB: Evaluation Board分別對應(yīng)TI公司開發(fā)的三種板型，其功能按上順序依次變強。可以參看&

9、quot;Z-Stack User's Guide for CC2430"的圖片，可以獲得更直觀的認識。（3）MAC：MAC層目錄，HighLevel和LowLevel兩個目錄表示MAC層分為了高層和底層兩層，Include目錄下則包含了MAC層的參數(shù)配置文件及基MAC的LIB庫函數(shù)接口文件，這里的MAC層的協(xié)議是不開源的，以庫的形式給出（4）MT：監(jiān)制調(diào)試層目錄，該目錄下的文件主要用于調(diào)試目的，即實現(xiàn)通過串口調(diào)試各層，與各層進行直接交互。（5）NWK：網(wǎng)絡(luò)層目錄，含有網(wǎng)絡(luò)層配置參數(shù)文件及網(wǎng)絡(luò)層庫的函數(shù)接口文件，及APS層庫的函數(shù)接口（6）OSAL：協(xié)議棧的操作系統(tǒng)抽象層目錄

10、（7）Profile：AF層目錄，Application Farmework 應(yīng)用框架，包含AF層處理函數(shù)接口文件。（8）Security：安全層目錄，包含安全層處理函數(shù)接口文件（9）Services：ZigBee和802.15.4設(shè)備地址處理函數(shù)目錄，包括地址模式的定義及地址處理函數(shù)（10）Tools：工作配置目錄，包括空間劃分及Z-Stack相關(guān)配置信息（11）ZDO：指ZigBee設(shè)備對象，可認為是一種公共的功能集，文件用戶用自定義的對象調(diào)用APS子層的服務(wù)和NWK層的服務(wù)（12）ZMAC：其中Zmac.c是Z-StackMAC導出層接口文件，zmac_cb.c是ZMAC需要調(diào)

11、用的網(wǎng)絡(luò)層函數(shù)（13）Zmain:Zmain.c主要包含了整個項目的入口函數(shù)main(),在OnBoard.c包含硬件開始平臺類外設(shè)進行控制的接口函數(shù)（14）Output:輸出文件目錄，這個是EW8051 IDE自動生成的9.Z-stack 中實現(xiàn)自己的任務(wù)在Zstack(TI的Zigbee協(xié)議棧)中,對于每個用戶自己新建立的任務(wù)通常需要兩個相關(guān)的處理函數(shù),包括:用于初始化的函數(shù)如:SampleApp_Init(),這個函數(shù)是在osalInitTasks( )這個osal(Zstack中自帶的小操作系統(tǒng))中去調(diào)用的,其目的就是把一些用戶自己寫的任務(wù)中的一些變量,網(wǎng)絡(luò)模式,網(wǎng)絡(luò)終端類型等進行初始

12、化;用于引起該任務(wù)狀態(tài)變化的事件發(fā)生后所需要執(zhí)行的事件處理函數(shù)如:SampleApp_ProcessEvent(),這個函數(shù)是首先const pTaskEventHandlerFntasksArr 中進行設(shè)置(綁定),然后在osalInitTasks()中如果發(fā)生事件進行調(diào)用綁定的事件處理函數(shù)。1）用戶自己設(shè)計的任務(wù)代碼在Zstack中的調(diào)用過程main( )執(zhí)行(在Zmain目錄中ZMain.c)-àosal_init_system( )(在OSAL目錄中的OSAL.c 中)-à調(diào)用osalInitTasks( )(在APP目錄中的OSAL_SerialApp.c)-&#

13、224;調(diào)用SerialApp_Init( ),(在APP目錄中的SerialApp.c中)。在osalInitTasks()中實現(xiàn)了多個任務(wù)初始化的設(shè)置,其中macTaskInit(taskID+)到ZDApp_Init(taskID+ )的幾行代碼表示對于幾個系統(tǒng)運行初始化任務(wù)的調(diào)用,而用戶自己實現(xiàn)的SampleApp_Init()在最后,這里taskID隨著任務(wù)的增加也隨之遞增.所以用戶自己實現(xiàn)的任務(wù)的初始化操作應(yīng)該在osalInitTasks()中增加。（在APP目錄中的OSAL_SerialApp.c中增加）。2）任務(wù)處理調(diào)用的重要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在Zstack里,對于同一個任務(wù)可能有多種事

14、件發(fā)生,那么需要執(zhí)行不同的事件處理,為了方便,對于每個任務(wù)的事件處理函數(shù)都統(tǒng)一在一個事件處理函數(shù)中實現(xiàn),然后根據(jù)任務(wù)的ID號(task_id)和該任務(wù)的具體事件(events)調(diào)用某個任務(wù)的事件處理函數(shù),進入了該任務(wù)的事件處理函數(shù)之后,再根據(jù) events 再來判別是該任務(wù)的哪一種事件發(fā)生,進而執(zhí)行相應(yīng)的事件處理。pTaskEventHandlerFn 是一個指向函數(shù)(事件處理函數(shù))的指針,這里實現(xiàn)的每一個數(shù)組元素各對應(yīng)于一個任務(wù)的事件處理函數(shù),比如SampleApp_ProcessEvent對于用戶自行實現(xiàn)的事件處理函數(shù) uint16 SampleApp_ProcessEvent( uint

15、8 task_id,uint16 events ),所以這里如果我們實現(xiàn)了一個任務(wù),還需要把實現(xiàn)的該任務(wù)的事件處理函數(shù)在這里添加。注意,tasksEvents(在APP目錄中的OSAL_SerialApp.c的osalInitTasks（void）函數(shù)中)和tasksArr（在APP中的OSAL_SerialApp.c中）里的順序是一一對應(yīng)的,tasksArr中的第i個事件處理函數(shù)對應(yīng)于tasksEvents中的第i個任務(wù)的事件。3）對于不同事件發(fā)生后的任務(wù)處理函數(shù)的調(diào)用osal_start_system()很重要，決定了當某個任務(wù)的事件發(fā)生后調(diào)用對應(yīng)的事件處理函數(shù)(在Zmain目錄中ZMai

16、n.c)。10.Z-stack 添加一個新的任務(wù)在osalInitTasks（）和tasksArr添加相應(yīng)的項就可以了。osalInitTasks（）為初始化系統(tǒng)的任務(wù)，tasksArr 為任務(wù)處理事件矩陣。在 osalInitTasks（）和 tasksArr添加相應(yīng)的項就可以。1）修改 osalInitTasks（） void osalInitTasks( void ) OuhsApp_Init(taskID+ ); PhotoApp_Init(taskID); 2）修改 tasksArr const pTaskEventHandlerFn tasksArr = OuhsApp_Proce

17、ssEvent PhotoApp_ProcessEvent ;3）添加_Init( )和_ProcessEvent( )void PhotoApp_Init(uint8 task_id) PhotoApp_TaskID=task_id; PhotoInit(); RegisterForPhoto(PhotoApp_TaskID ); uint16 PhotoApp_ProcessEvent( uint8 task_id uint16 events ) afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt; if ( events &SYS_EVENT_MSG ) MSGpkt =

18、 (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( PhotoApp_TaskID ); while ( MSGpkt ) switch ( MSGpkt->hdr.event ) case PHOTO_CHANGE: HalLedblink( HAL_LED_1 3 30 300 ); /P0IE=1; break; / Release the memory osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt ); / Next - if one is availableMSGpkt =(afIncomingMSGPacket_

19、t *)osal_msg_receive( PhotoApp_TaskID ); / return unprocessed events return (events SYS_EVENT_MSG); / Discard unknown events return 0; TI節(jié)點地址的獲得：NLME_GetShortAddr();/調(diào)用NLME_GetShortAddr()函數(shù)，獲得16位短地址。（void)NLME_GetExtAddr();  / Load the saveExtAddr pointer/獲得64位的IEEE地址。實例分析一：Sample Applicat

20、ion工程：遠程按鍵無線控制燈實例分析二：按鍵處理硬件層對按鍵的處理：InitBoard-( HalKeyConfig(OnboardKeyIntEnable,OnBoard_KeyCallback);/按鍵配置，設(shè)置回調(diào)函數(shù)對按鍵進行處理-à HalDriverInit();/初始化外設(shè)-à HalKeyInit( )- àHalKeyConfig( )- /* Register the callback fucntion/注冊回調(diào)函數(shù) */pHalKeyProcessFunction = cback;/設(shè)置回調(diào)函數(shù)-à OnBoard_KeyCall

21、back（）或如沒有使用中斷，osal_start_timerEx (Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT, HAL_KEY_POLLING_VALUE);/*Kickoffpolling-àuint16 Hal_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )對按鍵進行掃描-àHalKeyPoll();/檢查按鍵-àOnBoard_KeyCallback(uint8keys,uint8state)->OnBoard_SendKeys( keys, shift )-à osal_msg_send

22、( registeredKeysTaskID, (uint8 *)msgPtr ); /發(fā)送消息KEY_CHANGE應(yīng)用層對按鍵的處理：GenericApp_ProcessEvent( byte task_id, UINT16 events )-à在應(yīng)用層是通過消息來處理按鍵的。通過標識KEY_CHANGE來識別-à GenericApp_HandleKeys( (keyChange_t *)MSGpkt)->state, (keyChange_t *)MSGpkt)->keys )實例分析三：串口處理過程：SerialAPP工程Main（ ）-àHa

23、lDriverInit( )-HAL: hal_drivers.c-HalDriverInit-àHalUARTInit()-HAL:Target:hal_uart.c-HalUARTInit()-àHalUARTInitDMA()或HalUARTInitISR()-ZStack-cc2530-1.3.0componentshaltargetCC2530EB _hal_uart_isr.c: HalUARTInitISR(void)或ZStack-cc2530-1.3.0componentshaltargetCC2530EB_hal_uart_dma.c：HalUARTIn

24、itDMA(void)osal_init_system()-àosalInitTasks()-àSerialApp_Init( taskID )-APP-SerialApp.c: SerialApp_Init( taskID )-à HalUARTOpen()- -àHalUARTOpenISR(config)-à初始化及配置完成之后剩下的就是如何使用:SerialApp_ProcessEvent( uint8 task_id, UINT16 events ):收：case AF_INCOMING_MSG_CMD: SerialApp_Proc

25、essMSGCmd( MSGpkt ); break;發(fā)： if ( events & SERIALAPP_SEND_EVT ) SerialApp_Send(); return ( events SERIALAPP_SEND_EVT ); SerialApp_Send();/發(fā)送數(shù)據(jù)-à AF_DataRequest(&SerialApp_TxAddr,(endPointDesc_t*)&SerialApp_epDesc, SERIALAPP_CLUSTERID1, SerialApp_TxLen+1, SerialApp_TxBuf, &Seria

26、lApp_MsgID, 0, AF_DEFAULT_RADIUS)實例分析四：SimpleAPP測溫分析SimpleSensor：采集溫度值并發(fā)送：Mian( )-à 初始化HAL,在HAL目錄下的hal_board_cfg.h的HAL_BOARD_INIT()-à Initialize board I/O，在ZMain目錄下的OnBoard.c里 InitBoard( )-à 在HAL目錄下的hal_drivers.c里HalDriverInit()-à在OSAL目錄下的OSAL.C里osal_init_system()-à在APP目錄下的s

27、api.c里 osalInitTasks()-在APP目錄下的sapi.c里SAPI_Init（），同時設(shè)置了應(yīng)用開始事件ZB_ENTRY_EVENT 用osal_set_event(task_id, ZB_ENTRY_EVENT)實現(xiàn)-在APP目錄下的sapi.c里SAPI_ProcessEvent（）事件處理-在APP目錄下的SimpleSensor.c里zb_HandleOsalEvent（）讀取溫度值-在APP目錄下的sapi.c里通過zb_SendDataRequest（ ）調(diào)用AF_DataRequest（）把溫度發(fā)出去-注：zb_SendDataRequest( 0xFFFE,

28、SENSOR_REPORT_CMD_ID, 2, pData, 0, AF_ACK_REQUEST, 0 )；參數(shù)pData就是采集到的溫度值。SimpleCollector：溫度值接收并上報：Mian( )-à osal_init_system()-à在APP目錄下的sapi.c里 osalInitTasks()-在APP目錄下的sapi.c里SAPI_Init（）-tasksArr -SAPI_ProcessEvent-case AF_INCOMING_MSG_CMD: SAPI_ReceiveDataIndication（）-zb_ReceiveDataIndication( source, command, len, pData )該函數(shù)在APP目錄的SimpleCollector.c里-if (command = SENSOR_REPORT_CMD_ID)，執(zhí)行DataChange(pData,buf) 數(shù)據(jù)處理，該函數(shù)在DS18B20.C里-通過調(diào)用debug_str();函數(shù)發(fā)送到串口。實例分析五：無線串口透明傳輸typedef struct osal_event_hdr_t hdr; /* OS