TI+Z-stack協(xié)議棧開發(fā)環(huán)境和工作流程

1、TIZ-stack協(xié)議棧開發(fā)環(huán)境和工作流程By KuangJunBinKKuanngJuunBiin：如如您對本本項目感感興趣或或者有任任何疑問問，歡迎迎與我一一起探討討： HYPERLINK mailto:geforcefat geeforrceffatm。謝謝謝您的閱閱讀！系統(tǒng)軟件件設(shè)計是是在硬件件設(shè)計的的基礎(chǔ)上上進行的的，良好好的軟件件設(shè)計是是實現(xiàn)系系統(tǒng)功能能的重要要環(huán)節(jié)，也是提提高系統(tǒng)統(tǒng)性能的的關(guān)鍵所所在。節(jié)節(jié)點設(shè)計計基于通通用性及及便于開開發(fā)的考考慮，移移植了TTI公司司的Z-Staack協(xié)協(xié)議棧，其主要要特點就就是其兼兼容性，完全支支持IEEEE 8022. 115. 4/ZZig

2、BBee的的CC224300片上系系統(tǒng)解決決方案。Z-SStacck還支支持豐富富的新特特性，如如無線下下載，可可通過ZZigBBee網(wǎng)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)絡(luò)（Meesh Nettworrk）下下載節(jié)點點更新。圖 ZiigBeee節(jié)點點開發(fā)環(huán)環(huán)境TI的的Z-SStacck裝載載在一個個基于IIAR開開發(fā)環(huán)境境的工程程里。強強大的IIAR Embbeddded Worrkbeenchh除了提提供編譯譯下載功功能外，還可以以結(jié)合編編程器進進行單步步跟蹤調(diào)調(diào)試和監(jiān)監(jiān)測片上上寄存器器、Fllashh數(shù)據(jù)等等。Z-Staack根根據(jù)IEEEE 8022. 115.44和ZiggBeee標準分分為以下下幾層：APII

3、（Apppliccatiion Proograammiing Intterffacee），HAAL （Harrdwaare Absstraact Layyer），MAAC（Meddia Acccesss Coontrrol)， NWWK（Ziggbeee Neetwoork Layyer），OSSAL（Opeerattingg Syysteem AAbsttracct SSysttem），Seecurrityy，Serrvicce，ZDOO（Ziggbeee Deevicce OObjeectss）。使使用IAAR打開開工程文文件SaamplleAppp.eeww后后，即可可查看到到整個協(xié)協(xié)議

4、棧從從HALL層到APPP層的的文件夾夾分布。該協(xié)議議棧可以以實現(xiàn)復復雜的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)鏈接接，在協(xié)協(xié)調(diào)器節(jié)節(jié)點中實實現(xiàn)對路路由表和和綁定表表的非易易失性存存儲，因因此網(wǎng)絡(luò)絡(luò)具有一一定的記記憶功能能。Z-Sttackk采用操操作系統(tǒng)統(tǒng)的思想想來構(gòu)建建，采用用事件輪輪循機制制，當各各層初始始化之后后，系統(tǒng)統(tǒng)進入低低功耗模模式，當當事件發(fā)發(fā)生時，喚醒系系統(tǒng)，開開始進入入中斷處處理事件件，結(jié)束束后繼續(xù)續(xù)進入低低功耗模模式。如如果同時時有幾個個事件發(fā)發(fā)生，判判斷優(yōu)先先級，逐逐次處理理事件。這種軟軟件構(gòu)架架可以極極大地降降級系統(tǒng)統(tǒng)的功耗耗。整個Z-staack的的主要工工作流程程，大致致分為系系統(tǒng)啟動動，驅(qū)動動

5、初始化化，OSSAL初初始化和和啟動，進入任任務輪循循幾個階階段，下下面將逐逐一詳細細分析。圖 Z-Staack系系統(tǒng)運行行流程圖圖Figuure . TThe Floow CCharrt oof ZZ-Sttackk 系統(tǒng)統(tǒng)初始化化系統(tǒng)上電電后，通通過執(zhí)行行ZMaain文文件夾中中ZMaain.c的ZSEEG iint maiin( )函數(shù)數(shù)實現(xiàn)硬硬件的初初始化，其中包包括關(guān)總總中斷oosall_innt_ddisaablee( IINTSS_ALLL )、初始始化板上上硬件設(shè)設(shè)置HAAL_BBOARRD_IINITT( )、初始始化I/O口IniitBooardd( OOB_CCOLDD

6、)、初始化化HALL層驅(qū)動動HallDriiverrIniit( )、初初始化非非易失性性存儲器器sall_nvv_innit( NUULL )、初初始化MMAC層層ZMaacInnit( )、分配664位地地址zmmainn_exxt_aaddrr( )、初始始化操作作系統(tǒng)oosall_innit_sysstemm( )等。硬件初始始化需要要根據(jù)HHAL文文件夾中中的haal_bboarrd_ccfg.h文件件配置寄寄存器880511的寄存存器。TTI官方方發(fā)布ZZ-sttackk的配置置針對的的是TII官方的的開發(fā)板板CC224300DB、CC224300EMKK等，如如采用其其他開發(fā)發(fā)板

7、，則則需根據(jù)據(jù)原理圖圖設(shè)計改改變haal_bboarrd_ccfg.h文件件配置，例如本本方案制制作的實實驗板與與TI官方方的I/O口配配置略有有不同，其中狀狀態(tài)指示示LEDD2的需需要重新新設(shè)置LLED22控制引引腳口、通用II/O口口方向和和控制函函數(shù)定義義等。當順利完完成上述述初始化化時，執(zhí)執(zhí)行ossal_staart_sysstemm( )函數(shù)開開始運行行OSAAL系統(tǒng)統(tǒng)。該任任務調(diào)度度函數(shù)按按照優(yōu)先先級檢測測各個任任務是否否就緒。如果存存在就緒緒的任務務則調(diào)用用tassksAArr 中中相對應應的任務務處理函函數(shù)去處處理該事事件，直直到執(zhí)行行完所有有就緒的的任務。如果任任務列表表中沒

8、有有就緒的的任務，則可以以使處理理器進入入睡眠狀狀態(tài)實現(xiàn)現(xiàn)低功耗耗。程序序流程如如圖3-13所所示。oosall_sttartt_syysteem( )一旦旦執(zhí)行，則不再再返回MMainn( )函數(shù)。OSALL任務調(diào)調(diào)度流程程圖Figuure . TThe Floow CCharrt oof OOSALL Scchedduleer OSSAL任任務OSALL是協(xié)議議棧的核核心，ZZ-sttackk的任何何一個子子系統(tǒng)都都作為OOSALL的一個個任務，因此在在開發(fā)應應用層的的時候，必須通通過創(chuàng)建建OSAAL任務務來運行行應用程程序。通通過ossalIInittTassks( )函函數(shù)創(chuàng)建建OSA

9、AL任務務，其中中TasskIDD為每個個任務的的唯一標標識號。任何OOSALL任務必必須分為為兩步：一是進進行任務務初始化化；二是是處理任任務事件件。任務務初始化化主要步步驟如下下：（1） 初始化化應用服服務變量量。consst ppTasskEvventtHanndleerFnn taaskssArrr 數(shù)組定定義系統(tǒng)統(tǒng)提供的的應用服服務和用用戶服務務變量，如MAAC層服服務maacEvventtLooop、用用戶服務務SammpleeAppp_PrroceessEEvennt等（2） 分配任任務IDD和分配配堆棧內(nèi)內(nèi)存voidd ossalIInittTassks( vooid )主要要

10、功能是是通過調(diào)調(diào)用ossal_memm_alllocc( )函數(shù)給給各個任任務分配配內(nèi)存空空間，和和給各個個已定義義任務指指定唯一一的標識識號。（3） 在AF層注注冊應用用對象通過填入入enddPoiintDDescc_t數(shù)數(shù)據(jù)格式式的EnndPoointt變量，調(diào)用 affReggistter( )在在AF層注注冊EnndPoointt應用對對象。通過在AAF層注注冊應用用對象的的信息，告知系系統(tǒng)affAdddrTyype_t地址址類型數(shù)數(shù)據(jù)包的的路由端端點，例例如用于于發(fā)送周周期信息息的SaamplleAppp_PPeriiodiic_DDstAAddrr和發(fā)送送LEDD閃爍指指令的SSa

11、mppleAApp_Flaash_DsttAdddr。（4）注注冊相應應的OSSAL或或則HAAL系統(tǒng)統(tǒng)服務在協(xié)議棧棧中，ZZ-sttackk提供鍵鍵盤響應應和串口口活動響響應兩種種系統(tǒng)服服務，但但是任何何Z-SStassk任務務均不自自行注冊冊系統(tǒng)服服務，兩兩者均需需要由用用戶應用用程序注注冊。值值得注意意的是，有且僅僅有一個個OSAAL TTaskk可以注注冊服務務。例如如注冊鍵鍵盤活動動響應可可調(diào)用RRegiisteerFoorKeeys( )函函數(shù)。（5）處處理任務務事件處理任務務事件通通過創(chuàng)建建“ApppliccatiionNNamee”_PrroceessEEvennt( )函數(shù)數(shù)

12、處理。一個OOSALL任務除除了強制制事件（Manndattoryy Evventts）之之外還可可以定義義15個事事件。SYS_EVEENT_MSGG（0 x880000）是強強制事件件。該事事件主要要用來發(fā)發(fā)送全局局的系統(tǒng)統(tǒng)信息，包括以以下信息息：AF_DDATAA_COONFIIRM_CMDD：該信信息用來來指示通通過喚醒醒AF DattaReequeest( )函函數(shù)發(fā)送送的數(shù)據(jù)據(jù)請求信信息的情情況。ZZSucccesss確認認數(shù)據(jù)請請求成功功的發(fā)送送。如果果數(shù)據(jù)請請求是通通過AFF_ACCK_RREQUUESTT置位實實現(xiàn)的，那么ZZSusssesss可以以確認數(shù)數(shù)據(jù)正確確的到達達目

13、的地地。否則則，ZSSuceess僅僅僅能確確認數(shù)據(jù)據(jù)成功的的傳輸?shù)降搅讼乱灰粋€路由由。AF_IINCOOMINNG_MMSG_CMDD：用來來指示接接收到的的AF信息息。KEY_ CHHANGGE：用用來確認認按鍵動動作。ZDO_ NEEW_ DSTTADDDR：用用來指示示自動匹匹配請求求。ZDO_STAATE_CHAANGEE：用來來指示網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)態(tài)的變化化。 網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層信息息Zigbbee設(shè)設(shè)備有兩兩種網(wǎng)絡(luò)絡(luò)地址：1個是644位的IEEEE地地址，通通常也叫叫作MAAC地址址或者擴擴展地址址（Exxtenndedd adddreess），另一一個是116位的的網(wǎng)絡(luò)地地址，也也叫做邏邏輯地

14、址址（Loogiccal adddresss）或或者短地地址。664位長長地址是是全球唯唯一的地地址，并并且終身身分配給給設(shè)備。這個地地址可由由制造商商設(shè)定或或者在安安裝的時時候設(shè)置置，是由由IEEEE來提提供。當當設(shè)備加加入Ziigbeee網(wǎng)絡(luò)絡(luò)被分配配一個短短地址，在其所所在的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中是是唯一的的。這個個地址主主要用來來在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中辨識識設(shè)備，傳遞信信息等。協(xié)調(diào)器（Cooordiinattor）首先在在某個頻頻段發(fā)起起一個網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)頻段段的定義義放在DDEFAAULTT_ CCHANNLISST配置置文件里里。如果果ZDAAPP_ COONFIIG_ PANNID定定義的PPAN ID是

15、是0 xFFFFFF（代表表所有的的PANN IDD），則則協(xié)調(diào)器器根據(jù)它它的IEEEE地地址隨機機確定一一個PAAN IID。否否則，根根據(jù)ZDDAPPP_ CCONFFIG_ PAANIDD的定義義建立PPAN ID。當節(jié)點點為Roouteer或者者Endd Deevicce時，設(shè)備將將會試圖圖加入DDEFAAULTT_ CCHANNLISST所指指定的工工作頻段段。如果果ZDAAPP_ COONFIIG_ PANNID沒沒有設(shè)為為0 xFFFFFF，則Roouteer或者者Endd Deevicce會加加入ZDDAPPP_ CCONFFIG_ PAANIDD所定義義的PAAN IID。設(shè)

16、備上電電之后會會自動的的形成或或加入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，如如果想設(shè)設(shè)備上電電之后不不馬上加加入網(wǎng)絡(luò)絡(luò)或者在在加入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之前前先處理理其他事事件，可可以通過過定義HHOLDD_AUUTO_STAART來來實現(xiàn)。通過調(diào)調(diào)用ZDDAppp_SttarttUpFFrommAppp( )來手動動定義多多久時間間之后開開始加入入網(wǎng)絡(luò)。設(shè)備如果果成功的的加入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，會會將網(wǎng)絡(luò)絡(luò)信息存存儲在非非易失性性存儲器器（NVV Fllashh）里，掉電后后仍然保保存，這這樣當再再次上電電后，設(shè)設(shè)備會自自動讀取取網(wǎng)絡(luò)信信息，這這樣設(shè)備備對網(wǎng)絡(luò)絡(luò)就有一一定的記記憶功能能。對NNV FFlassh的動動作，通通過NVV_REESTOO

17、RE( )和和NV_ITNNT( )函數(shù)數(shù)來執(zhí)行行。有關(guān)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)參數(shù)的的設(shè)置大大多保存存在協(xié)議議棧Tooolss文件夾夾的f88wCoonfiig.ccfg里里。 路由由Z-Sttackk采用無線線自組網(wǎng)網(wǎng)按需平平面距離離矢量路路由協(xié)議議AODDV，建建立一個個Hocc網(wǎng)絡(luò)，支持移移動節(jié)點點，鏈接接失敗和和數(shù)據(jù)丟丟失，能能夠自組組織和自自修復。當一個個Rouuterr接受到到一個信信息包之之后，NNMK層層將會進進行以下下的工作作：首先先確認目目的地，如果目目的地就就是這個個Rouuterr的鄰居居，信息息包將會會直接傳傳輸給目目的設(shè)備備；否則則，Roouteer將會會確認和和目的地地址相應應的路由由表條目目，如果果對于目目的地址