無線傳感網(wǎng)技術(shù)及應(yīng)用 課件 項目17 Z-Stack協(xié)議棧廣播通信

項目十七Z-Stack協(xié)議棧廣播通信一、項目導(dǎo)入

物聯(lián)網(wǎng)基本的定義就是物與物的連接，即物體通過信息傳播媒介進行信息交換和通信。前面的項目采用的都是單個CC2530模塊，無法實現(xiàn)物與物的連接功能。本項目通過2個CC2530模塊的組網(wǎng)及廣播通信，讓大家能夠了解CC2530模塊是如何組網(wǎng)以及進行信息交換的，從而真正理解物與物連接的原理和整個過程。二、項目分析

本項目需要使用2個以上的CC2530模塊。首先二者需要組成一個小型的個域網(wǎng)（PersonalAreaNetworks，簡稱PAN），當組網(wǎng)成功后二者可以進行簡單的通信。在本項目中CC2530模塊組網(wǎng)成功后模塊A發(fā)送廣播數(shù)據(jù)，模塊B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?！卷椖恳蟆?個CC2530模塊組成PAN。2個CC2530模塊間實現(xiàn)廣播通信。三、項目目標掌握ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的特點。掌握ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。了解ZigBee協(xié)議棧的體系結(jié)構(gòu)。掌握Z-Stack協(xié)議棧組網(wǎng)的工作原理。學會使用Z-Stack協(xié)議棧進行廣播通信。四、項目知識

CC2530模塊間的通信采用的是ZigBee協(xié)議，要實現(xiàn)模塊間的組網(wǎng)及通信，我們首先要了解ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型、拓撲結(jié)構(gòu)及ZigBee協(xié)議棧的體系結(jié)構(gòu)，其次要掌握基于ZigBee的Z-Stack協(xié)議棧組網(wǎng)通信的工作原理、代碼編寫及應(yīng)用開發(fā)知識。4.1ZigBee網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備類型

在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，有三種不同類型的設(shè)備，分別為：協(xié)調(diào)器（Coordinator）、路由器（Router）和終端節(jié)點（EndDevice）。在一個PAN中，協(xié)調(diào)器只有一個，而路由器和終端節(jié)點可以有多個。ZigBee網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備類型協(xié)調(diào)器的功能特點選擇一個頻道和

PANID，組建網(wǎng)絡(luò)。允許路由和終端節(jié)點加入這個網(wǎng)絡(luò)。對網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)進行路由管理。必須常電供電，不能進入睡眠模式。可以為睡眠的終端節(jié)點保留數(shù)據(jù)，至其喚醒后獲取。

每個PAN都有一個獨立的ID號，稱為PANID。整個個域網(wǎng)中的所有設(shè)備共享同一個PANID，不同PANID的網(wǎng)絡(luò)間無法通信。ZigBee設(shè)備的PANID可以通過程序預(yù)先指定，也可以在設(shè)備運行期間，自動加入到一個附近的PAN中。當PANID為0xFFFF時，表示該設(shè)備可加入環(huán)境中存在的任意ZigBee網(wǎng)絡(luò)中；而當PANID為其它值時，該設(shè)備只能加入PANID相同的

ZigBee網(wǎng)絡(luò)。路由器的功能特點首先通過協(xié)調(diào)器加入一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)，之后就可以允許其他節(jié)點加入這個網(wǎng)絡(luò)。多路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。接收子節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)發(fā)給父節(jié)點?？梢詾樗叩慕K端節(jié)點保留數(shù)據(jù)，至其喚醒后獲取。一般情況下保持供電，不進入睡眠模式。終端節(jié)點的功能特點在進行數(shù)據(jù)收發(fā)之前，必須首先加入一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)。不能允許其他設(shè)備加入。必須通過其父節(jié)點收發(fā)數(shù)據(jù)，不能轉(zhuǎn)發(fā)其他節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)?？捎呻姵毓╇?，進入睡眠模式。4.2ZigBee的地址

在ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，ZigBee設(shè)備有兩種類型的地址，一個是64位的IEEE地址(也稱MAC地址或擴展地址)地址，另一種是16位的網(wǎng)絡(luò)地址(也稱本地地址或短地址)地址。64位的IEEE地址是在產(chǎn)品出廠時初始化的，在全球范圍內(nèi)是唯一標識地址。而16位的短地址是設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)時由協(xié)調(diào)器隨機分配的。在一個PAN中短地址也必須是唯一的，因為在網(wǎng)絡(luò)中識別節(jié)點和傳輸數(shù)據(jù)都要用到這個地址。其中協(xié)調(diào)器的網(wǎng)絡(luò)地址在PAN中固定為0x0000。在Z-Stack協(xié)議棧中其定義的代碼為：#defineNWK_PAN_COORD_ADDR0x0000。4.3ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)星型、樹型和網(wǎng)狀網(wǎng)三種，可以根據(jù)實際項目需要來選擇合適的ZigBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，三種ZigBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)各有優(yōu)勢。星型拓撲

星型是最簡單的一種拓撲形式，其包含一個Coordinator（協(xié)調(diào)器）節(jié)點、多個Router（路由）節(jié)點和多個EndDevice（終端）節(jié)點。每一個EndDevice節(jié)點只能和Coordinator節(jié)點進行通訊。如果需要在兩個EndDevice節(jié)點之間進行通訊必須通過Coordinator節(jié)點進行信息的轉(zhuǎn)發(fā)。這種拓撲形式的缺點是節(jié)點之間的數(shù)據(jù)路由只有唯一的一個路徑。Coordinator有可能成為整個網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。實現(xiàn)星形網(wǎng)絡(luò)拓撲不需要使用ZigBee的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，因為本身IEEE802.15.4的協(xié)議層就已經(jīng)實現(xiàn)了星形拓撲形式，這就需要開發(fā)人員在應(yīng)用層做更多的工作，自己處理信息的轉(zhuǎn)發(fā)。樹形拓撲

樹形拓撲包括一個Coordinator（協(xié)調(diào)器）、多個Router（路由器）和多個EndDevice（終端）節(jié)點。Coordinator連接一系列的Router和EndDevice，他的子節(jié)點的Router也可以連接一系列的Router和EndDevice.這樣可以重復(fù)多個層級。樹型拓撲結(jié)構(gòu)的特點主要為以下幾個方面：Coordinator和Router節(jié)點可以包含自己的子節(jié)點。EndDevice不能有自己的子節(jié)點。同一個父節(jié)點的節(jié)點之間稱為兄弟節(jié)點。樹形拓撲中的通訊規(guī)則：每一個節(jié)點都只能和它的父節(jié)點和子節(jié)點之間通訊。如果需要從一個節(jié)點向另一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，那么信息將沿著樹的路徑向上傳遞到最近的祖先節(jié)點然后再向下傳遞到目標節(jié)點。這種拓撲方式的缺點就是信息只有唯一的路由通道。網(wǎng)狀拓撲

網(wǎng)狀拓撲（Mesh拓撲）包含一個Coordinator、一系列的Router和EndDevice。這種網(wǎng)絡(luò)拓撲形式和樹形拓撲相同，類似上面所提到的樹形網(wǎng)絡(luò)拓撲。但是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓撲具有更加靈活的信息路由規(guī)則，在可能的情況下，路由節(jié)點之間可以直接進行通訊。這種路由機制使得信息的通訊變得更有效率，而且意味這一旦一個路由路徑出現(xiàn)了問題，信息可以自動的沿著其他的路由路徑進行傳輸。

通常在支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)上，網(wǎng)絡(luò)層會提供相應(yīng)的路由探索功能，這一特性使得網(wǎng)絡(luò)層可以找到信息傳輸?shù)淖顑?yōu)化的路徑。需要注意的是，以上所提到的特性都是由網(wǎng)絡(luò)層來實現(xiàn)，應(yīng)用層不需要進行任何的參與。網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)具有強大的功能，網(wǎng)絡(luò)可以通過“多跳”的方式來通信。該拓撲結(jié)構(gòu)還可以組成極為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，具備自組織、自愈功能。4.4ZigBee網(wǎng)絡(luò)的工作模式

ZigBee網(wǎng)絡(luò)的工作模式可以分為信標（Beaeon）和非信標（Non-beaeon）兩種模式。

信標模式實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中所有設(shè)備的同步工作和同步休眠，以達到最大限度的功耗節(jié)省，而非信標模式則只允許終端設(shè)備進行周期性休眠，協(xié)調(diào)器和所有路由器設(shè)備必須長期處于工作狀態(tài)。

信標模式下，協(xié)調(diào)器負責以一定的間隔時間（一般在15ms-4mins之間）向網(wǎng)絡(luò)廣播信標幀，兩個信標幀發(fā)送間隔之間有16個相同的時槽，這些時槽分為網(wǎng)絡(luò)休眠區(qū)和網(wǎng)絡(luò)活動區(qū)兩個部分，消息只能在網(wǎng)絡(luò)活動區(qū)的各時槽內(nèi)發(fā)送。

非信標模式下，ZigBee標準采用父節(jié)點為終端設(shè)備子節(jié)點緩存數(shù)據(jù)，終端設(shè)備主動向其父節(jié)點提取數(shù)據(jù)的機制，實現(xiàn)終端設(shè)備的周期性休眠。網(wǎng)絡(luò)中所有父節(jié)點需為自己的終端設(shè)備子節(jié)點緩存數(shù)據(jù)幀，所有終端設(shè)備子節(jié)點的大多數(shù)時間都處于休眠模式，周期性的醒來與父節(jié)點握手以確認自己仍處于網(wǎng)絡(luò)中，其從休眠模式轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)傳輸模式一般只需要15ms。4.5ZigBee協(xié)議棧體系結(jié)構(gòu)

ZigBee協(xié)議棧由一組子層構(gòu)成。每層為其上層提供一組特定的服務(wù)，數(shù)據(jù)實體提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，管理實體提供全部其他服務(wù)。每個服務(wù)實體通過一個服務(wù)接入點(SAP)為其上層提供服務(wù)接口，并且每個SAP提供了一系列的基本服務(wù)指令來完成相應(yīng)的功能。

ZigBee協(xié)議棧的體系結(jié)構(gòu)如圖所示。它雖然是基于標準的七層開放式系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)模型，但僅對那些涉及ZigBee的層予以定義。IEEE802.15.4-2003標準定義了最下面的兩層：物理層(PHY)和介質(zhì)接入控制子層(MAC)。ZigBee聯(lián)盟提供了網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層(APL)框架的設(shè)計。其中應(yīng)用層的框架包括了應(yīng)用支持子層(APS)、ZigBee設(shè)備對象(ZDO)和由制造商制訂的應(yīng)用對象。ZigBee協(xié)議棧體系結(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)。其主要功能如下：ZigBee的激活。當前信道的能量檢測。接收鏈路服務(wù)質(zhì)量信息。ZigBee信道接入方式。信道頻率選擇。數(shù)據(jù)傳輸和接收。ZigBee協(xié)議棧體系結(jié)構(gòu)

介質(zhì)接入控制子層（MAC）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。其主要功能如下：網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器產(chǎn)生信標。與信標同步。支持PAN(個域網(wǎng))鏈路的建立和斷開。為設(shè)備的安全性提供支持。信道接入方式采用免沖突載波檢測多址接入(CSMA-CA)機制。處理和維護保護時隙(GTS)機制。在兩個對等的MAC實體之間提供一個可靠的通信鏈路。ZigBee協(xié)議棧體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)層（NWK）：ZigBee協(xié)議棧的核心部分是網(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。其主要功能如下：網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)形成。允許設(shè)備連接。路由器初始化。設(shè)備同網(wǎng)絡(luò)連接。直接將設(shè)備同網(wǎng)絡(luò)連接。斷開網(wǎng)絡(luò)連接。重新復(fù)位設(shè)備。接收機同步。信息庫維護。ZigBee協(xié)議棧體系結(jié)構(gòu)

應(yīng)用層（APL）：ZigBee應(yīng)用層框架包括應(yīng)用支持層(APS)、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）運行在端點上。4.6ZigBee的信道

IEEE802.15.4標準定義了兩個工作頻段，即2.4GHz頻段和868/915MHz頻段，這兩個頻段都屬于免執(zhí)照的工業(yè)科學醫(yī)療（ISM）頻段。在IEEE802.15.4中，總共分配了27個具有3種速率的信道：在2.4GHz頻段有16個速率為250kb/s的信道，信道間隔為5MHz；在915MHz頻段有10個40kb/s的信道，，信道間隔為2MHz；在868MHz頻段有1個20kb/s的信道。這些信道的中心頻率按如下定義(k為信道編號)：Fc=868.3MHz，(k=0)Fc=906MHz+2(k-1)MHz，(k=1，2……10)Fc=2405MHz+5(k-11)MHz，(k=11，12……26)ZigBee的信道

眾所周知，Wifi、ZigBee和Bluetooth都使用2.4G頻段。當這三種類型的設(shè)備在同一空間中進行通信時，會受到相同頻率的干擾。為了減少Wifi頻道和ZigBee頻道之間的同頻干擾問題，ZigBee聯(lián)盟建議使用11、14、15、19、20、24、25這些信道。Wifi和ZigBee信道對比如右圖所示。ZigBee的信道

由于Wifi通常為1、6和11信道，每個信道的頻譜帶寬為22MHz，因此，與ZigBee頻道的分布結(jié)合使用時，可以發(fā)現(xiàn)ZigBee信道14和15恰好在Wifi的1和6信道之間，ZigBee信道19和20在Wifi的6和11信道之間，因此對ZigBee信道14、15、19、20的干擾較小。而ZigBee11、24、25信道處于Wifi的1和11信道之外，因此ZigBee頻道11、24和25幾乎不受Wifi干擾。因此要避免ZigBee受到Wifi的影響，最合理的信道要配置在11、15、20、26。根據(jù)頻段越低傳輸距離越遠的道理，所以建議還是分配在11信道。4.7ZigBee地址分配

在ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，每個節(jié)點有2個地址，一個是物理地址(也稱IEEE或擴展地址)，物理地址是在產(chǎn)品出廠時初始化的，在全球范圍內(nèi)是唯一標識地址。另一種是16位的網(wǎng)絡(luò)地址(也稱本地地址或短地址)地址。而16位的短地址有兩種地址分配方式：分布式分配機制和隨機分配機制。

協(xié)調(diào)器在建立網(wǎng)絡(luò)以后使用0x0000作為自己的短地址。而路由器和終端節(jié)點的短地址隨機選擇。當這個地址與另一個設(shè)備沖突時，設(shè)備自我指派另外的隨機地址。分布式分配機制

在路由器和終端節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)以后，使用父設(shè)備給它分配16位的短地址來通訊。16位的地址意味著可以分配給65536個節(jié)點之多，地址的分配取決于整個網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，整個網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)的最大深度(Lm)、每個父親設(shè)備擁有的子設(shè)備數(shù)(Cm)、子設(shè)備當中有幾個是路由器(Rm)三個參數(shù)決定。有了這3個值就可以用公式計算出某父設(shè)備的路由器子設(shè)備之間的地址間隔。

在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，協(xié)調(diào)器（Coordinator）的網(wǎng)絡(luò)深度為0。五、

Z-Stack協(xié)議棧

為了使ZigBee的開發(fā)更加簡單高效，TI公司推出了基于CC2530芯片的Z-Stack協(xié)議棧，實際上就是能實現(xiàn)各個功能的實例框架代碼，我們想要實現(xiàn)自己的功能程序，只需要在協(xié)議棧的基礎(chǔ)上修改或添加即可。

雙擊Z-Stack2.5.1a協(xié)議棧安裝文件進行安裝，默認安裝到C:\TexasInstruments\Z-Stack-CC2530-2.5.1a下。實際上安裝協(xié)議棧只是把文件解壓到安裝的目錄下。Z-Stack協(xié)議棧

Z-Stack協(xié)議棧安裝協(xié)議棧目錄下主要包含下列文件夾：Components：Z-Stack的庫文件夾，里面放了一些我們用到的ZDO、HAL、MT、OSAL等庫函數(shù)代碼。Documents：包含TI的開發(fā)文檔。Projects：TI協(xié)議棧的三個案例程序。Tools：TI提供的一些開發(fā)工具軟件。5.1Z-Stack協(xié)議棧SampleApp項目目錄

打開項目文檔看到按照Z-Stack協(xié)議棧體系結(jié)構(gòu)分為十四個文件夾：App：應(yīng)用層目錄，這是用戶創(chuàng)建各種不同工程的區(qū)域，在這個目錄中包含了應(yīng)用層的內(nèi)容和這個項目的主要內(nèi)容。HAL：硬件層目錄，包含有與硬件相關(guān)的配置和驅(qū)動及操作函數(shù)。MAC：MAC層目錄，包含了MAC層的參數(shù)配置文件及其MAC的LIB庫的函數(shù)接口文件。MT：實現(xiàn)通過串口可控制各層，并與各層進行直接交互。NWK：網(wǎng)絡(luò)層目錄，包含網(wǎng)絡(luò)層配置參數(shù)文件網(wǎng)絡(luò)層庫的函數(shù)接口文件及APS層庫的函數(shù)接口。

Z-Stack協(xié)議棧SampleApp項目目錄OSAL：協(xié)議棧的操作系統(tǒng)。Profile：Applicationframework應(yīng)用框架層目錄，包含AF層處理函數(shù)文件。應(yīng)用框架層是應(yīng)用程序和APS層的無線數(shù)據(jù)接口。Security：安全層目錄，包含安全層處理函數(shù)，比如加密函數(shù)等。Services：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)。Tools：工程配置目錄，包括空間劃分及Z-Stack相關(guān)配置信息。ZDO：ZDO目錄。ZMac：MAC層目錄，包括MAC層參數(shù)配置及MAC層LIB庫函數(shù)回調(diào)處理函數(shù)。ZMain：主函數(shù)目錄，包括入口函數(shù)及硬件配置文件。Output：輸出文件目錄，由IARIDE自動生成。5.2Z-Stack協(xié)議棧工作流程查看Z-Stack協(xié)議棧工作流程

Z-Stack協(xié)議棧可以看成一個小型操作系統(tǒng)，其程序流程也是按照流程圖運行的，首先從main（）函數(shù)開始依次調(diào)用其他功能函數(shù)：main()--->osal_init_system()--->osalInitTasks()--->SampleApp_Init()。例如main()函數(shù)調(diào)用的第一個函數(shù)osal_int_disable(INTS_ALL)，函數(shù)名字面意義解讀為操作系統(tǒng)中斷禁止（所有），即關(guān)所有中斷。選定這個函數(shù)右擊鼠標，彈出的菜單中選擇Gotodefinitionofxxx。最終可以看到其代碼為：#defineHAL_DISABLE_INTERRUPTS()st(EA=0;)5.3Z-Stack的main（）函數(shù)intmain(void){

osal_int_disable(INTS_ALL);//關(guān)閉所有中斷

HAL_BOARD_INIT();//初始化系統(tǒng)時鐘zmain_vdd_check();//檢查芯片電壓是否正常InitBoard(OB_COLD);//初始化I/O，LED、Timer等HalDriverInit();//初始化芯片各硬件模塊osal_nv_init(NULL);//初始化Flash存儲器ZMacInit();//初始化MAC層zmain_ext_addr();//確定IEEE64位地址osal_init_system();//初始化操作系統(tǒng)osal_int_enable(INTS_ALL);//使能全部中斷InitBoard(OB_READY);//最終板載初始化osal_start_system();//執(zhí)行操作系統(tǒng)}5.4Z-Stack的osal_init_system（）函數(shù)uint8osal_init_system(void){

osal_mem_init();//系統(tǒng)內(nèi)存配置osal_qHead=NULL;//初始化消息隊列osalTimerInit();//初始化定時器osal_pwrmgr_init();//初始化電源管理osalInitTasks();//初始化系統(tǒng)任務(wù)osal_mem_kick();return(SUCCESS);}5.5Z-Stack的osalInitTasks()函數(shù)voidosalInitTasks(void){

uint8taskID=0;//任務(wù)號為0tasksEvents=(uint16*)osal_mem_alloc(sizeof(uint16)*tasksCnt);osal_memset(tasksEvents,0,(sizeof(uint16)*tasksCnt));//系統(tǒng)為任務(wù)分配存儲空間macTaskInit(taskID++);//初始化MAC層，mac_taskID=0;nwk_init(taskID++);//初始化網(wǎng)絡(luò)層，nwk_taskID=1;Hal_Init(taskID++);//初始化硬件層，Hal_taskID=2;#ifdefined(MT_TASK)MT_TaskInit(taskID++);//初始化串口任務(wù)，MT_taskID=3（如果定義了MT_TASK）#endif

SampleApp_Init(taskID);

//初始化SampleAp任務(wù)（用戶創(chuàng)建的任務(wù)）}系統(tǒng)需要用到串口時就會宏定義MT_TASK，用不到串口時則無需定義這個宏。5.6用戶應(yīng)用函數(shù)SampleApp_Init()

除了一些系統(tǒng)配置外，用戶自定義的代碼基本上都在這個函數(shù)中。voidSampleApp_Init(uint8task_id){SampleApp_TaskID=task_id;//SampleApp_taskID=6;用戶創(chuàng)建的任務(wù)SampleApp_NwkState=DEV_INIT;//初始化網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)......

ZigBee路由和終端節(jié)點在沒加入網(wǎng)絡(luò)前的狀態(tài)為DEV_INIT。由協(xié)調(diào)器為主構(gòu)建一個網(wǎng)絡(luò)，分配其他節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的角色為路由或終端節(jié)點。在ZDApp.h文件中定義了這些網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的枚舉類型。一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)只能有一個協(xié)調(diào)器，其他節(jié)點加入這個網(wǎng)絡(luò)后網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)就被配置為路由器或終端節(jié)點。typedefenum{DEV_HOLD,//初始化完成，未自動啟動DEV_INIT,//初始化完成，未連接任何節(jié)點DEV_NWK_DISC,//找到一個PANDEV_NWK_JOINING,//加入一個PANDEV_NWK_REJOIN,//重新加入一個PANDEV_END_DEVICE_UNAUTH,//已加入但尚未得到認證DEV_END_DEVICE,//驗證后作為終端節(jié)點DEV_ROUTER,//已加入PAN、任證為路由器DEV_COORD_STARTING,//已啟動為協(xié)調(diào)器DEV_ZB_COORD,//已啟動為協(xié)調(diào)器DEV_NWK_ORPHAN//丟失了上層設(shè)備的信息}devStates_t;5.7SampleApp_Init()函數(shù)中的地址類型

Z-Stack協(xié)議中定義了發(fā)送的數(shù)據(jù)包類型主要有三種：廣播包、組播包和點播包。廣播包發(fā)給本網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點，組播包發(fā)給一組節(jié)點，而點播包只發(fā)給某一個節(jié)點。Z-Stack協(xié)議定義為一個PAN中只能有一個協(xié)調(diào)器，其短地址為固定的0x0000，其他節(jié)點的短地址由協(xié)調(diào)器來分配，而網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)經(jīng)常改變，其他節(jié)點短地址無法固定，因此點播包按短地址發(fā)送只能發(fā)給協(xié)調(diào)器。發(fā)送廣播包時接收方短地址全為1，即0xFFFF。endPoint為端點號，類似于TCP/IP協(xié)議中的端口號。SampleApp_Periodic_DstAddr.addrMode=(afAddrMode_t)AddrBroadcast;SampleApp_Periodic_DstAddr.endPoint=SAMPLEAPP_ENDPOINT;SampleApp_Periodic_DstAddr.addr.shortAddr=0xFFFF;addrMode地址模式在枚舉類型afAddrMode_t中定義，表示接收方地址模式可以是以下幾種：enum{AddrNotPresent=0,//未知地址AddrGroup=1,//發(fā)給某組Addr16Bit=2,//發(fā)給一個16位短地址節(jié)點Addr64Bit=3,//發(fā)給一個64位長地址節(jié)點AddrBroadcast=15//廣播給所有節(jié)點};5.8系統(tǒng)事件處理函數(shù)SampleApp_ProcessEvent()

操作系統(tǒng)采用的輪詢?nèi)蝿?wù)的機制。當某個任務(wù)發(fā)生時，系統(tǒng)傳輸參數(shù)任務(wù)號task_id和事件類型events給函數(shù)SampleApp_ProcessEvent（），然后從系統(tǒng)得到完整的參數(shù)信息放到結(jié)構(gòu)體MSGpkt中，根據(jù)這些參數(shù)判斷發(fā)生了什么事件，以調(diào)用相應(yīng)函數(shù)。uint16SampleApp_ProcessEvent(uint8task_id,uint16events){afIncomingMSGPacket_t*MSGpkt;//新建一個結(jié)構(gòu)體實例(void)task_id;//Intentionallyunreferencedparameterif(events&SYS_EVENT_MSG)//如果有事件發(fā)生及相關(guān)信息{

//把事件其他相關(guān)信息放入結(jié)構(gòu)體MSGpktMSGpkt=(afIncomingMSGPacket_t*)osal_msg_receive(SampleApp_TaskID);while(MSGpkt){switch(MSGpkt->hdr.event)

//判斷結(jié)構(gòu)體MSGpkt中的二級結(jié)構(gòu)體hdr下事件參數(shù)event

系統(tǒng)事件

switch(MSGpkt->hdr.event){caseKEY_CHANGE://如果發(fā)生了按鍵事件，則執(zhí)行函數(shù)SampleApp_HandleKeysSampleApp_HandleKeys(((keyChange_t*)MSGpkt)->state,((keyChange_t*)MSGpkt)->keys);break;caseAF_INCOMING_MSG_CMD://如果接收到數(shù)據(jù)包則執(zhí)行函數(shù)SampleApp_MessageMSGCB()SampleApp_MessageMSGCB(MSGpkt);break;caseZDO_STATE_CHANGE://如果網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)改變SampleApp_NwkState=(devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);

if((SampleApp_NwkState==DEV_ZB_COORD)//如果是協(xié)調(diào)器||(SampleApp_NwkState==DEV_ROUTER)//或者是路由器||(SampleApp_NwkState==DEV_END_DEVICE))//或者是終端節(jié)點{

osal_start_timerEx(SampleApp_TaskID,SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,

SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT);}//啟動周期發(fā)送信息事件SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT，默認5s。5.9周期事件處理

周期事件處理是每隔一定周期時間系統(tǒng)所要執(zhí)行的任務(wù)。if(events&SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT)//如果啟動周期事件{SampleApp_SendPeriodicMessage();//則執(zhí)行此發(fā)送廣播包的函數(shù)osal_start_timerEx(SampleApp_TaskID,SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,(SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT+(osal_rand()&0x00F