無線傳感網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用 課件 項(xiàng)目20 Z-Stack協(xié)議棧點(diǎn)播通信

項(xiàng)目二十

Z-Stack協(xié)議棧點(diǎn)播通信01項(xiàng)目導(dǎo)入項(xiàng)目導(dǎo)入

ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組網(wǎng)、低功耗、低數(shù)據(jù)速率。主要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。當(dāng)采用廣播通信方式時(shí)，ZigBee網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備發(fā)送出廣播數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中的任何設(shè)備都可以接收到所發(fā)送的數(shù)據(jù)。通常情況下終端節(jié)點(diǎn)間是無法確定對(duì)方的16bit短地址的，也就無法了解對(duì)方的身份，相互間通信就失去了意義。ZigBee網(wǎng)絡(luò)一般采用的方式是由終端節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)，統(tǒng)一發(fā)送到協(xié)調(diào)器進(jìn)行匯總，這種通信方式就稱為點(diǎn)播通信。本項(xiàng)目通過2個(gè)CC2530模塊的組網(wǎng)及點(diǎn)播通信，讓大家能夠了解CC2530模塊點(diǎn)播通信的原理和整個(gè)過程。02項(xiàng)目分析項(xiàng)目分析

本項(xiàng)目需要使用2個(gè)以上的CC2530模塊。首先二者需要組成一個(gè)小型的個(gè)域網(wǎng)，當(dāng)組網(wǎng)成功后二者可以進(jìn)行點(diǎn)播通信。在本項(xiàng)目中CC2530模塊組網(wǎng)成功后模塊A（終端節(jié)點(diǎn)）發(fā)送點(diǎn)播數(shù)據(jù)，模塊B（協(xié)調(diào)器）接收到數(shù)據(jù)后讓LED閃爍，從而提示二者已組網(wǎng)并通信成功?！卷?xiàng)目要求】1．使用2個(gè)以上的CC2530模塊實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)。2．2個(gè)以上的CC2530模塊間實(shí)現(xiàn)點(diǎn)播通信。03項(xiàng)目目標(biāo)項(xiàng)目目標(biāo)01了解ZigBee網(wǎng)絡(luò)的PAN_ID概念。02掌握Z-Stack協(xié)議棧組網(wǎng)的工作原理。03學(xué)會(huì)使用Z-Stack協(xié)議棧進(jìn)行點(diǎn)播通信。04知識(shí)儲(chǔ)備知識(shí)儲(chǔ)備CC2530模塊間的通信采用的是ZigBee協(xié)議，要實(shí)現(xiàn)模塊間的組網(wǎng)及點(diǎn)播通信，我們首先要ZigBee網(wǎng)絡(luò)PAN_ID概念，其次要掌握基于Z-Stack協(xié)議棧點(diǎn)播通信的工作原理、代碼編寫及應(yīng)用開發(fā)。ZigBee的PAN_ID(網(wǎng)絡(luò)號(hào))

在一個(gè)環(huán)境復(fù)雜的小區(qū)或者是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，存在各種用途的ZigBee設(shè)備。有些ZigBee設(shè)備分屬不同功能網(wǎng)絡(luò)。為避免設(shè)備相互間的干擾，需要使用PAN_ID給不同網(wǎng)絡(luò)編號(hào)。ZigBee協(xié)議使用一個(gè)16位的個(gè)域網(wǎng)標(biāo)志符(PAN_ID)來標(biāo)識(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。Z-Stack協(xié)議棧允許用兩種方式配置PAN_ID。

在Tools下的f8wConfig.cfg文件中配置PAN_ID時(shí)，默認(rèn)設(shè)置ZDAPP_CONFIG_PAN_ID為0xFFFF，協(xié)調(diào)器將根據(jù)自身的IEEE地址建立一個(gè)隨機(jī)的PAN_ID(0~0x3FFF)。路由器和終端設(shè)備則會(huì)在自己的默認(rèn)信道上隨機(jī)選擇一個(gè)網(wǎng)路加入，加入之后協(xié)調(diào)器的PAN_ID即為自己的PAN_ID。固定PAN_ID

當(dāng)ZDAPP_CONFIG_PAN_ID不采用默認(rèn)設(shè)置，設(shè)定為0x0001-0xfffe之間。那么協(xié)調(diào)器建立網(wǎng)絡(luò)或路由和終端設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)的PAN_ID就由這個(gè)設(shè)定值決定。如果協(xié)調(diào)器在建立網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)默認(rèn)信道內(nèi)該P(yáng)AN_ID已經(jīng)被占用，那么協(xié)調(diào)器會(huì)繼續(xù)搜索其他的PAN_ID使用。帶來的問題是，終端和路由器并不知道協(xié)調(diào)器換了PAN_ID，還會(huì)加入到原來設(shè)定的PAN_ID中去。ZigBee點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信

ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)雖然理論上有星型、樹型和網(wǎng)狀網(wǎng)三種，根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)地址分配算法可以看出Z-Stack協(xié)議采用的樹形結(jié)構(gòu)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，節(jié)點(diǎn)分配的短地址也相應(yīng)改變，因此任意兩節(jié)點(diǎn)間的通信不可能使用短地址，也沒有必要。一般采用的是協(xié)調(diào)器與路由或終端節(jié)點(diǎn)間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。05代碼修改5.1修改項(xiàng)目的PAN_ID項(xiàng)目實(shí)施前必須先準(zhǔn)備好相應(yīng)的設(shè)備和資源。用IAR打開項(xiàng)目文檔。修改項(xiàng)目Tools下f8wConfig.cfg文件中DZDAPP_CONFIG_PAN_ID參數(shù)。5.2新建點(diǎn)播的結(jié)構(gòu)體實(shí)例在SampleApp.c文件中系統(tǒng)默認(rèn)建了結(jié)構(gòu)體afAddrType_t的廣播實(shí)例SampleApp_Periodic_DstAddr和組播實(shí)例SampleApp_Flash_DstAddr。這里我們新建結(jié)構(gòu)體的點(diǎn)播實(shí)例SampleApp_P2P_DstAddr。結(jié)構(gòu)體afAddrType_t

查看結(jié)構(gòu)體afAddrType_t，可以看到結(jié)構(gòu)體afAddrType_t構(gòu)成：包括短地址、IEEE地址、地址模式、端點(diǎn)號(hào)、網(wǎng)絡(luò)號(hào)。typedefstruct{union{uint16shortAddr;//16位短地址ZLongAddr_textAddr;//64位IEEE地址}addr;afAddrMode_taddrMode;//地址模式uint8endPoint;//端點(diǎn)號(hào)uint16panId;//網(wǎng)絡(luò)號(hào)}afAddrType_t;枚舉類型afAddrMode_t

這個(gè)結(jié)構(gòu)體中包含了枚舉類型afAddrMode_t，查看其內(nèi)容可以看到ZigBee組網(wǎng)發(fā)送信息時(shí)對(duì)方的地址為以下幾種類型之一，ZigBee網(wǎng)絡(luò)中通常采用的是16bit短地址。typedefenum{

afAddrNotPresent=AddrNotPresent,//地址不存在

afAddr16Bit=Addr16Bit,//按16位地址發(fā)送信息

afAddr64Bit=Addr64Bit,//按64位地址發(fā)送信息

afAddrGroup=AddrGroup,//按組號(hào)發(fā)送信息

afAddrBroadcast=AddrBroadcast//廣播發(fā)送信息}afAddrMode_t;結(jié)構(gòu)體SampleApp_P2P_DstAddr賦值

為結(jié)構(gòu)體SampleApp_P2P_DstAddr賦值，可直接復(fù)制前面廣播的配置進(jìn)行修改，增加后如下。SampleApp_P2P_DstAddr.addrMode=(afAddrMode_t)Addr16Bit;//接收方為16位短地址SampleApp_P2P_DstAddr.endPoint=SAMPLEAPP_ENDPOINT;SampleApp_P2P_DstAddr.addr.shortAddr=0x0000;//信息發(fā)送給協(xié)調(diào)器（協(xié)調(diào)器短地址固定為0000）5.3新建點(diǎn)播信息的發(fā)送函數(shù)自定義點(diǎn)播類型參數(shù)#defineSAMPLEAPP_P2P_CLUSTERID3新增點(diǎn)播信息的發(fā)送函數(shù)自定義點(diǎn)播數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)SampleApp_Send_P2P_Message()voidSampleApp_Send_P2P_Message(void){uint8data[11]="0123456789";if(AF_DataRequest(&SampleApp_P2P_DstAddr,&SampleApp_epDesc,SAMPLEAPP_P2P_CLUSTERID,//接收方地址、端口、自定義包類型10,//發(fā)送的字節(jié)長度data,//發(fā)送的數(shù)據(jù)&SampleApp_TransID,//任務(wù)ID號(hào)AF_DISCV_ROUTE,

//傳送跳數(shù)AF_DEFAULT_RADIUS)==afStatus_SUCCESS)｝5.4修改點(diǎn)播信息的發(fā)送函數(shù)

系統(tǒng)事件處理函數(shù)SampleApp_ProcessEvent()中定義了當(dāng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，啟動(dòng)周期事件。修改代碼當(dāng)周期事件發(fā)生時(shí)調(diào)用函數(shù)SampleApp_SendP2PMessage()發(fā)送點(diǎn)播包。if(events&SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT){

//SampleApp_SendPeriodicMessage();

SampleApp_SendP2PMessage();//發(fā)送點(diǎn)播信息函數(shù)......5.5協(xié)調(diào)器收到信息后的處理

SampleApp_ProcessEvent()中可以看到，當(dāng)系統(tǒng)收到信息包時(shí)，則調(diào)用處理函數(shù)SampleApp_MessageMSGCB()，同時(shí)將信息參數(shù)賦值到結(jié)構(gòu)體afIncomingMSGPacket_t。voidSampleApp_MessageMSGCB(afIncomingMSGPacket_t*pkt){uint16flashTime;switch(pkt->clusterId){caseSAMPLEAPP_P2P_CLUSTERID:

HalUARTWrite(0,pkt->cmd.Data,pkt->cmd.DataLength);//將收到的數(shù)據(jù)信息從串口輸出

break;

caseSAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID://如果收到廣播包break;//直接忽略

}}06項(xiàng)目實(shí)施下載程序到CC2530模塊項(xiàng)目實(shí)施前必須先準(zhǔn)備好相應(yīng)的設(shè)備和資源。用IAR打開項(xiàng)目文檔。修改項(xiàng)目代碼。選擇目錄樹上方的下拉菜單選擇Cood