11 ZigBee協(xié)議棧實(shí)驗(yàn)：廣播與單播實(shí)驗(yàn)

ZigBee協(xié)議棧實(shí)驗(yàn):廣播與單播實(shí)驗(yàn)主講：張老師一、實(shí)驗(yàn)原理二、重點(diǎn)代碼解析三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證標(biāo)題四、數(shù)據(jù)接收一、實(shí)驗(yàn)原理——基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備Zigbee網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行數(shù)據(jù)通信主要有三種類型：廣播、單播、組播。一、實(shí)驗(yàn)原理——通信方式的協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)參數(shù)1：afAddrType_t*dstAddr該參數(shù)包含了目的節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地址、端點(diǎn)號(hào)及數(shù)據(jù)傳送的模式，如單播、廣播或多播等。typedefstruct

{

Union

{

uint16shortAddr;

//用于標(biāo)識(shí)該節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址的變量

}addr;afAddrMode_taddrMode;

//用于指定數(shù)據(jù)傳送模式，單播、多播還是廣播

byteendPoint;

//端點(diǎn)號(hào)

}afAddrType_t;

//

其定義在AF.h中afAddrType_t是個(gè)結(jié)構(gòu)體如下：一、實(shí)驗(yàn)原理——通信方式的協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)

ZigBee協(xié)議棧將數(shù)據(jù)通信過程高度抽象，使用一個(gè)函數(shù)完成數(shù)據(jù)的發(fā)送，以不同的參數(shù)來選擇數(shù)據(jù)發(fā)送方式（廣播、組播還是單播）。afStatus_tAF_DataRequest(afAddrType_t*dstAddr,//目的地址指針endPointDesc_t*srcEP,

//發(fā)送節(jié)點(diǎn)的端點(diǎn)描述符指針uint16cID,

//ClusID簇ID號(hào)uint16len,

//發(fā)送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度uint8*buf,

//指向存放發(fā)送數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)指針uint8*transID,//傳輸序列號(hào)，該序列號(hào)隨著信息的發(fā)送而增加

uint8options,//發(fā)送選項(xiàng)uint8radius

//最大傳輸半徑（發(fā)送的跳數(shù)）

)ZigBee協(xié)議棧中數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)原型如下:一、實(shí)驗(yàn)原理——通信方式的協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)

上述結(jié)構(gòu)體中的afAddrMode_taddrMode就是用于指定數(shù)據(jù)傳送模式，是個(gè)枚舉類型，可以設(shè)置為以下幾個(gè)值。typedefenum{

afAddrNotPresent=AddrNotPresent,

//表示通過綁定關(guān)系指定目的地址

afAddr16Bit=Addr16Bit,

//單播發(fā)送

afAddrGroup=AddrGroup,

//組播

afAddrBroadcast=AddrBroadcast//廣播}afAddrMode_t;Enum{

AddrNotPresent=0,

AddrGroup=1,

Addr16Bit=2,

Addr64Bit=3,

AddrBroadcast=15};一、實(shí)驗(yàn)原理——單播注意，其實(shí)單播有兩種方式一種是綁定傳輸，一種是目標(biāo)地址的單播傳輸。my_DstAddr.addrMode=(afAddrMode_t)AddrNotPresent，一種是直接指定目標(biāo)地址的單播傳輸，比如協(xié)調(diào)器就是0x0000。①單播綁定傳輸my_DstAddr.addrMode=(afAddrMode_t)Addr16Bit;

//單播發(fā)送my_DstAddr.endPoint=GENERICAPP_ENDPOINT;

//目的端口號(hào)my_DstAddr.addr.shortAddr=0;

//按照綁定的方式進(jìn)行單播，不需要指定目標(biāo)地址，需要先將兩個(gè)設(shè)備綁定，將兩個(gè)設(shè)備綁定后即可通信②直接指定目標(biāo)地址的單播傳輸：是標(biāo)準(zhǔn)尋址模式，它將數(shù)據(jù)包發(fā)送給一個(gè)已經(jīng)知道網(wǎng)絡(luò)地址的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，將afAddrMode設(shè)置為Addr16Bit并且在數(shù)據(jù)包中攜帶目標(biāo)設(shè)備地址。my_DstAddr.addrMode=(afAddrMode_t)Addr16Bit;

//單播發(fā)送my_DstAddr.endPoint=GENERICAPP_ENDPOINT;

//目的端口號(hào)my_DstAddr.addr.shortAddr=0x0000;

//目標(biāo)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)地址一、實(shí)驗(yàn)原理——廣播當(dāng)應(yīng)用程序需要將數(shù)據(jù)包發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)設(shè)備時(shí)，使用這種模式。地址模式設(shè)置為AddrBroadcast。目標(biāo)地址my_DstAddr.addr.shortAddr可以根據(jù)需求設(shè)置為下面廣播地址的一種。NWK_BROADCAST_SHORTADDR_DEVALL(0xFFFF)——數(shù)據(jù)包將被傳送到網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備，包括睡眠中的設(shè)備。對(duì)于睡眠中的設(shè)備，數(shù)據(jù)包將被保留在其父親節(jié)點(diǎn)直到查詢到它，或者消息超時(shí)(NWK_INDIRECT_MSG_TIMEOUT在f8wConifg.cfg中)。NWK_BROADCAST_SHORTADDR_DEVRXON(0xFFFD)——數(shù)據(jù)包將被傳送到網(wǎng)絡(luò)上的所有在空閑時(shí)打開接收的設(shè)備(RXONWHENIDLE)，也就是說，除了睡眠中的所有設(shè)備。NWK_BROADCAST_SHORTADDR_DEVZCZR(0xFFFC)——數(shù)據(jù)包發(fā)送給所有的路由器，包括協(xié)調(diào)器。my_DstAddr.addrMode=(afAddrMode_t)AddrBroadcast;//廣播發(fā)送my_DstAddr.endPoint=GENERICAPP_ENDPOINT;

//目的端口號(hào)my_DstAddr.addr.shortAddr=0xFFFF;

//協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)地址一、實(shí)驗(yàn)原理——實(shí)驗(yàn)效果及原理圖

實(shí)驗(yàn)效果預(yù)設(shè)為：協(xié)調(diào)器周期性以廣播的形式向終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，終端節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)后，使開發(fā)板上的LED狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，同時(shí)向協(xié)調(diào)器發(fā)送字符串“EndDevicereceived!”，協(xié)調(diào)器收到終端節(jié)點(diǎn)發(fā)回的數(shù)據(jù)后，通過串口輸出到PC機(jī)，用戶可以通過串口調(diào)試助手查看該信息。一、實(shí)驗(yàn)原理——協(xié)調(diào)器工作流程協(xié)調(diào)器周期性以廣播的形式向終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，如何實(shí)現(xiàn)周期性地發(fā)送數(shù)據(jù)呢？這里又需要用定時(shí)函數(shù)osal_start-timcrEx0，定時(shí)5s，定時(shí)時(shí)間達(dá)到后，向終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，發(fā)送完數(shù)據(jù)再定時(shí)5s，這樣就實(shí)現(xiàn)了周期性地發(fā)送數(shù)據(jù)。一、實(shí)驗(yàn)原理——終端節(jié)點(diǎn)工作流程終端節(jié)點(diǎn)上電后，會(huì)進(jìn)行硬件電路的初始化，然后搜索是否有ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，如果有ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)再自動(dòng)加入（這是最簡(jiǎn)單的情況，當(dāng)然可以控制節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)要符合編譯時(shí)確定的網(wǎng)絡(luò)號(hào)等），然后判斷是否收到協(xié)調(diào)器發(fā)送的數(shù)據(jù)，若收到，則將LED狀態(tài)取反，然后發(fā)送數(shù)據(jù)到協(xié)調(diào)器，否則繼續(xù)等待接收數(shù)據(jù)。二、重點(diǎn)代碼解析--協(xié)調(diào)器程序設(shè)計(jì)if(events&SEND_TO_ALL_EVENT)//數(shù)據(jù)發(fā)送事件處理{GenericApp_SendTheMessage();osal_start_timerEx(GenericApp_TaskID,SEND_TO_ALL_EVENT,5000);return(events^SEND_TO_ALL_EVENT);}

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器定時(shí)5S，定時(shí)時(shí)間到達(dá)后，設(shè)置SEND_TO_ALL_EVENT事件，在SEND_TO_ALL_EVENT事件處理函數(shù)中，調(diào)用發(fā)送數(shù)據(jù)函數(shù)GenericApp_SendTheMessage()，發(fā)送完數(shù)據(jù)后，再次啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)5S……二、重點(diǎn)代碼解析--協(xié)調(diào)器程序設(shè)計(jì)if(events&SEND_TO_ALL_EVENT)//數(shù)據(jù)發(fā)送事件處理{GenericApp_SendTheMessage();osal_start_timerEx(GenericApp_TaskID,SEND_TO_ALL_EVENT,5000);return(events^SEND_TO_ALL_EVENT);}

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器定時(shí)5S，定時(shí)時(shí)間到達(dá)后，設(shè)置SEND_TO_ALL_EVENT事件，在SEND_TO_ALL_EVENT事件處理函數(shù)中，調(diào)用發(fā)送數(shù)據(jù)函數(shù)GenericApp_SendTheMessage()，發(fā)送完數(shù)據(jù)后，再次啟動(dòng)定時(shí)器，定時(shí)5S……二、重點(diǎn)代碼解析--協(xié)調(diào)器程序設(shè)計(jì)voidGenericApp_MessageMSGCB(afIncomingMSGPacket_t*pkt){unsignedcharbuf[20];unsignedcharbuffer[2]={0x0A,0x0D};switch(pkt->clusterId){caseGENERICAPP_CLUSTERID:osal_memcpy(buf,pkt->cmd.Data,20);HalUARTWrite(0,buf,20);HalUARTWrite(0,buffer,2);break;}}當(dāng)收到終端節(jié)點(diǎn)發(fā)回的數(shù)據(jù)后，讀取該數(shù)據(jù)，然后發(fā)送到串口。二、重點(diǎn)代碼解析--協(xié)調(diào)器程序設(shè)計(jì)voidGenericApp_SendTheMessage(void){unsignedchar*theMessageData="Coordinatorsend!";afAddrType_tmy_DstAddr;my_DstAddr.addrMode=(afAddrMode_t)AddrBroadcast;my_DstAddr.endPoint=GENERICAPP_ENDPOINT;my_DstAddr.addr.shortAddr=0xFFFF;AF_DataRequest(&my_DstAddr,&GenericApp_epDesc,GENERICAPP_CLUSTERID,osal_strlen(theMessageData)+1,theMessageData,&GenericApp_TransID,AF_DISCV_ROUTE,AF_DEFAULT_RADIUS);}使用廣播方式發(fā)送數(shù)據(jù)，注意，此時(shí)發(fā)送模式是廣播，如下代碼所示：my_DstAddr.addrMode=(afAddrMode_t)AddrBroadcast;相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址可以設(shè)為0xFFFF，如下代碼所示：my_DstAddr.addr.shortAddr=0xFFFF;二、重點(diǎn)代碼解析—終端節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)voidGenericApp_MessageMSGCB(afIncomingMSGPacket_t*pkt){char*recvbuf;unsignedcharbuffer[2]={0x0A,0x0D};switch(pkt->clusterId){caseGENERICAPP_CLUSTERID:osal_memcpy(recvbuf,pkt->cmd.Data,osal_strlen("Coordinatorsend!")+1);if(osal_memcmp(recvbuf,"Coordinatorsend!",osal_strlen("Coordinatorsend!")+1)){HalUARTWrite(0,recvbuf,18);

HalUARTWrite(0,buffer,2);GenericApp_SendTheMessage();}}}上述代碼是對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，當(dāng)正確接收到協(xié)調(diào)器發(fā)送的字符串"Coordinatorsend!"時(shí)，調(diào)用函數(shù)GenericApp_SendTheMessage()發(fā)送返回消息。二、重點(diǎn)代碼解析—終端節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)voidGenericApp_SendTheMessage(void){unsignedchar*theMessageData="EndDevicereceived!";afAddrType_tmy_DstAddr;my_DstAddr.addrMode=(afAddrMode_t)Addr16Bit;my_DstAddr.endPoint=GENERICAPP_ENDPOINT;my_Dst