zigbee學習自我總結

-.z.TOC\o"1-5"\n\u1.Zigbee網(wǎng)絡節(jié)點類型Zigbee網(wǎng)絡有三類節(jié)點類型：即協(xié)調(diào)器Coordinator、路由器Router和終端設備EndDevice，其中協(xié)調(diào)器和路由器均為全功能設備，而終端設備選用精簡功能設備。2.Zigbee協(xié)議棧各層主要功能模塊3.Zigbee網(wǎng)絡節(jié)點地址Zigbee網(wǎng)絡協(xié)議的每一個節(jié)點皆有兩個地址：６４位的ＩＥＥＥＭＡＣ地址及１６位網(wǎng)絡地址．EUI-64（64-bite*tendeduniqueidentifier）1）64-bit地址，又稱為MAC地址或IEEE地址。每個ZigBee節(jié)點都應該有全球唯一的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)包的目的地址設為此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)絡地址，或稱為短地址。當一個ZigBee網(wǎng)絡形成后，ZigBee網(wǎng)絡內(nèi)的每個節(jié)點，都會分配到一個16位的網(wǎng)絡地址。通信時，將待發(fā)送的數(shù)據(jù)包的目的地址設為此16位網(wǎng)絡地址。4.Zigbee協(xié)議術語配置文件(profile)：Zigbee協(xié)議的配置文件是對邏輯組件及其相關接口的描述，是面向*個應用類別的公約、準則．通常沒有程序代碼與配置文件相關聯(lián)．屬性（attribute）：設備之間通信的每一種數(shù)據(jù)像開關的狀態(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。不同的設備通過它們的終端及所支持的簇來進行通信。PANIDs：PANIDs是用來在邏輯上分離在同一領域內(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）Panid是16位，范圍是0*0000~03fff。當建立或加入網(wǎng)絡時沒有指定PANID的話，就會根據(jù)defaultPANID確定。它是個常量。E*tendedPANID：zigbee增加了一個8字節(jié)的擴展PANID，便于提供服務和PANID沖突檢測。5.Zigbee協(xié)議結構●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)服務和物理層管理服務。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?！窠橘|(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)絡協(xié)調(diào)器產(chǎn)生信標；2）與信標同步；3）支持PAN(個域網(wǎng))鏈路的建立和斷開；4）為設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MAC實體之間提供一個可靠的通信鏈路?！窬W(wǎng)絡層（NWK）ZigBee協(xié)議棧的核心部分在網(wǎng)絡層。網(wǎng)絡層主要實現(xiàn)節(jié)點加入或離開網(wǎng)絡、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)絡層功能：1)網(wǎng)絡發(fā)現(xiàn)；2)網(wǎng)絡形成；3)允許設備連接；4)路由器初始化；5)設備同網(wǎng)絡連接；6)直接將設備同網(wǎng)絡連接；7)斷開網(wǎng)絡連接；8)重新復位設備；9)接收機同步；10)信息庫維護。●應用層（APL）ZigBee應用層框架包括應用支持層(APS)、ZigBee設備對象(ZDO)和制造商所定義的應用對象。應用支持層的功能包括：維持綁定表、在綁定的設備之間傳送消息。ZigBee設備對象的功能包括：定義設備在網(wǎng)絡中的角色(如ZigBee協(xié)調(diào)器和終端設備)，發(fā)起和響應綁定請求，在網(wǎng)絡設備之間建立安全機制。ZigBee設備對象還負責發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中的設備，并且決定向他們提供何種應用服務。ZigBee應用層除了提供一些必要函數(shù)以及為網(wǎng)絡層提供合適的服務接口外，一個重要的功能是應用者可在這層定義自己的應用對象?！駪贸绦蚩蚣埽ˋF）運行在ZigBee協(xié)議棧上的應用程序實際上就是廠商自定義的應用對象，并且遵循規(guī)范（profile）運行在端點1---240上。在ZigBee應用中，提供2種標準服務類型：鍵值對（KVP）或報文（MSG）。●Zigbee設備對象（ZDO）遠程設備通過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描述符值。另外，ZDO提供綁定服務。6.Z-Stack軟件構架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在項目中的目錄結構（1）App：應用層目錄，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，基本上與硬件無關，其中hal_assert.c是斷言文件，用于調(diào)用，hal_drivers.c是驅動文件，抽象出與硬件無關的驅動函數(shù)，包含有與硬件相關的配置和驅動及操作函數(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:BatteryBoard

DB:DevelopmentBoardEB:EvaluationBoard

分別對應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"Z-StackUser'sGuideforCC2430"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)絡層目錄，含有網(wǎng)絡層配置參數(shù)文件及網(wǎng)絡層庫的函數(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（7）Profile：AF層目錄，ApplicationFarmework應用框架，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相關配置信息（11）ZDO：指ZigBee設備對象，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子層的服務和NWK層的服務（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)用的網(wǎng)絡層函數(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進行控制的接口函數(shù)（14）Output:輸出文件目錄，這個是EW8051IDE自動生成的9.Z-stack中實現(xiàn)自己的任務在Zstack(TI的Zigbee協(xié)議棧)中,對于每個用戶自己新建立的任務通常需要兩個相關的處理函數(shù),包括:①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中的一些變量,網(wǎng)絡模式,網(wǎng)絡終端類型等進行初始化;②用于引起該任務狀態(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constpTaskEventHandlerFntasksArr[]中進行設置(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）用戶自己設計的任務代碼在Zstack中的調(diào)用過程main()執(zhí)行(在Zmain目錄中ZMain.c)-osal_init_system()(在OSAL目錄中的OSAL.c中)-調(diào)用osalInitTasks()(在APP目錄中的OSAL_SerialApp.c)-調(diào)用SerialApp_Init(),(在APP目錄中的SerialApp.c中)。在osalInitTasks()中實現(xiàn)了多個任務初始化的設置,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隨著任務的增加也隨之遞增.所以用戶自己實現(xiàn)的任務的初始化操作應該在osalInitTasks()中增加。（在APP目錄中的OSAL_SerialApp.c中增加）。2）任務處理調(diào)用的重要數(shù)據(jù)結構在Zstack里,對于同一個任務可能有多種事件發(fā)生,則需要執(zhí)行不同的事件處理,為了方便,對于每個任務的事件處理函數(shù)都統(tǒng)一在一個事件處理函數(shù)中實現(xiàn),然后根據(jù)任務的ID號(task_id)和該任務的具體事件(events)調(diào)用*個任務的事件處理函數(shù),進入了該任務的事件處理函數(shù)之后,再根據(jù)events再來判別是該任務的哪一種事件發(fā)生,進而執(zhí)行相應的事件處理。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)組元素各對應于一個任務的事件處理函數(shù),比如SampleApp_ProcessEvent對于用戶自行實現(xiàn)的事件處理函數(shù)uint16SampleApp_ProcessEvent(uint8task_id,uint16events),所以這里如果我們實現(xiàn)了一個任務,還需要把實現(xiàn)的該任務的事件處理函數(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的,tasksArr[]中的第i個事件處理函數(shù)對應于tasksEvents中的第i個任務的事件。3）對于不同事件發(fā)生后的任務處理函數(shù)的調(diào)用osal_start_system()很重要，決定了當*個任務的事件發(fā)生后調(diào)用對應的事件處理函數(shù)(在Zmain目錄中ZMain.c)。10.Z-stack添加一個新的任務在osalInitTasks（）和tasksArr[]添加相應的項就可以了。osalInitTasks（）為初始化系統(tǒng)的任務，tasksArr[]為任務處理事件矩陣。在osalInitTasks（）和tasksArr[]添加相應的項就可以。1）修改osalInitTasks（）voidosalInitTasks(void){……OuhsApp_Init(taskID++);PhotoApp_Init(taskID);}2）修改tasksArr[]constpTaskEventHandlerFntasksArr[]={……OuhsApp_ProcessEventPhotoApp_ProcessEvent};3）添加_Init()和_ProcessEvent()voidPhotoApp_Init(uint8task_id){PhotoApp_TaskID=task_id;PhotoInit();RegisterForPhoto(PhotoApp_TaskID);}uint16PhotoApp_ProcessEvent(uint8task_iduint16events){afIncomingMSGPacket_t*MSGpkt;if(events&SYS_EVENT_MSG){MSGpkt=(afIncomingMSGPacket_t*)osal_msg_receive(PhotoApp_TaskID);while(MSGpkt){switch(MSGpkt->hdr.event){casePHOTO_CHANGE:HalLedblink(HAL_LED_1330300);//P0IE=1;break;}//Releasethememoryosal_msg_deallocate((uint8*)MSGpkt);//Ne*t-ifoneisavailableMSGpkt=(afIncomingMSGPacket_t*)osal_msg_receive(PhotoApp_TaskID);}//returnunprocessedeventsreturn(events^SYS_EVENT_MSG);}//Discardunknowneventsreturn0;}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_GetE*tAddr();

//LoadthesaveE*tAddrpointer//獲得64位的IEEE地址。實例分析一：SampleApplication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，設置回調(diào)函數(shù)對按鍵進行處理---------HalDriverInit();//初始化外設-------HalKeyInit()----HalKeyConfig()----/*Registerthecallbackfucntion/注冊回調(diào)函數(shù)*/pHalKeyProcessFunction=cback;//設置回調(diào)函數(shù)----OnBoard_KeyCallback（）或如沒有使用中斷，osal_start_timerE*(Hal_TaskID,HAL_KEY_EVENT,HAL_KEY_POLLING_VALUE);/*Kickoffpolling------uint16Hal_ProcessEvent(uint8task_id,uint16events)對按鍵進行掃描---HalKeyPoll();//檢查按鍵-----OnBoard_KeyCallback(uint8keys,uint8state)---->OnBoard_SendKeys(keys,shift)--osal_msg_send(registeredKeysTaskID,(uint8*)msgPtr);//發(fā)送消息KEY_CHANGE應用層對按鍵的處理：GenericApp_ProcessEvent(bytetask_id,UINT16events)-------在應用層是通過消息來處理按鍵的。通過標識KEY_CHANGE來識別-----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（）--HalDriverInit()----[HAL:hal_drivers.c----HalDriverInit]--HalUARTInit()--[HAL:Target:hal_uart.c---HalUARTInit()-]-HalUARTInitDMA()或HalUARTInitISR()----[ZStack-cc2530--1.3.0\components\hal\target\CC2530EB\_hal_uart_isr.c:HalUARTInitISR(void)]或[ZStack-cc2530--1.3.0\components\hal\target\CC2530EB\_hal_uart_dma.c：HalUARTInitDMA(void)]osal_init_system()-osalInitTasks()-SerialApp_Init(taskID)---[APP----SerialApp.c:SerialApp_Init(taskID)----------HalUARTOpen()--------HalUARTOpenISR(config)-----初始化及配置完成之后剩下的就是如何使用:SerialApp_ProcessEvent(uint8task_id,UINT16events):收：caseAF_INCOMING_MSG_CMD:SerialApp_ProcessMSGCmd(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)--AF_DataRequest(&SerialApp_T*Addr,(endPointDesc_t*)&SerialApp_epDesc,SERIALAPP_CLUSTERID1,SerialApp_T*Len+1,SerialApp_T*Buf,&SerialApp_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()-初始化HAL,在HAL目錄下的hal_board_cfg.h的HAL_BOARD_INIT()--InitializeboardI/O，在ZMain目錄下的OnBoard.c里InitBoard()--在HAL目錄下的hal_drivers.c里HalDriverInit()---在OSAL目錄下的OSAL.C里osal_init_system()-------在APP目錄下的sapi.c里osalInitTasks()-----》在APP目錄下的sapi.c里SAPI_Init（），同時設置了應用開始事件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(0*FFFE,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()-osal_init_system()-------在APP目錄下的sapi.c里osalInitTasks()-----》在APP目錄下的sapi.c里SAPI_Init（）------》tasksArr[]-----》SAPI_ProcessEvent------》caseAF_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typedefstruct{osal_event_hdr_thdr;/*OSALMessageheader*/uint16groupId;/*Message'sgroupID-0ifnotset*/uint16clusterI