ZigBee学习笔记(一)

●通过ZigBee协议栈实现一个简单的无线数据通信的时候怎么做?

①组网:调用协议栈的组网函数、加入网络函数,实现网络的建立与节点的加入。

②发送:发送节点调用协议栈的无线数据发送函数,实现无线数据发送。

③接收:接收节点调用协议栈的无线数据接收函数,实现无线数据接收。

ZigBee的工作流程

●无线数据发送函数

AF_DataRequest(

&SampleApp_Periodic_DstAddr, //发送目的地址+端点地址和传送模式

&SampleApp_epDesc, //源(答复或确认)终端的描述(比如操作系统中任务ID等)源EP

SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID, //被Profile指定的有效的集群号

2, // 发送数据长度len

SendData, // 发送数据缓冲区

&SampleApp_TransID, // 任务ID号

AF_DISCV_ROUTE, // 有效位掩码的发送选项

AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS )  //传送跳数,通常设置为AF_DEFAULT_RADIUS


协议栈工程文件

●osal_init_system(); 系统初始化函数,我们关注其中的osalInitTask();

void osalInitTasks( void )

{

uint8 taskID = 0; // 分配内存,返回指向缓冲区的指针

tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt); // 设置所分配的内存空间单元值为0

osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt));// 任务优先级由高向低依次排列,高优先级对应taskID 的值反而小

macTaskInit( taskID++ );  //macTaskInit(0) ,用户不需考虑

nwk_init( taskID++ );    //nwk_init(1),用户不需考虑

Hal_Init( taskID++ );    //Hal_Init(2) ,用户需考虑

#if defined( MT_TASK )

MT_TaskInit( taskID++ );

#endif

APS_Init( taskID++ );      //APS_Init(3) ,用户不需考虑

#if defined ( ZIGBEE_FRAGMENTATION )

APSF_Init( taskID++ );

#endif

ZDApp_Init( taskID++ );    //ZDApp_Init(4) ,用户需考虑

#if defined ( ZIGBEE_FREQ_AGILITY ) || defined ( ZIGBEE_PANID_CONFLICT )

ZDNwkMgr_Init( taskID++ );

#endif

//用户创建的任务

SampleApp_Init( taskID );  // SampleApp_Init _Init(5) ,用户需考虑

}


●osal_start_system(); 运行操作系统。关注osal_run_system();

void osal_run_system( void )

{

  uint8 idx = 0;

  osalTimeUpdate();  //扫描哪个事件被触发,然后置相应的标志位

  Hal_ProcessPoll();  //轮询TIMER 与UART

  do {

    if (tasksEvents[idx])  // Task is highest priority that is ready.

    {

       break;  //得到待处理的最高优先级任务索引号 idx

    }

  } while (++idx < tasksCnt);

if (idx < tasksCnt)

{

  uint16 events;

  halIntState_t intState;

  HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);  //进入临界区,保护

  events = tasksEvents[idx];  //提取需要处理的任务中的事件

  tasksEvents[idx] = 0;  // 清除本次任务的事件

  HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState);  //退出临界区

  activeTaskID = idx;  

  events = (tasksArr[idx])( idx, events );

  activeTaskID = TASK_NO_TASK;

  HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);

  tasksEvents[idx] |= events;  // 保存为处理的事件 Add back unprocessed events to the current task.

  HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState);  //退出临界区

}

#if defined( POWER_SAVING )

  else  // Complete pass through all task events with no activity?

  {

    osal_pwrmgr_powerconserve();  // Put the processor/system into sleep

  }

#endif

/* Yield in case cooperative scheduling is being used. */

#if defined (configUSE_PREEMPTION) && (configUSE_PREEMPTION == 0)

  {

    osal_task_yield();

#endif

}


●SampleApp_Init(); 用户应用任务初始化函数。

void SampleApp_Init( uint8 task_id )

{

SampleApp_TaskID = task_id;  //osal分配的任务ID随着用户添加任务的增多而改变

SampleApp_NwkState = DEV_INIT;//设备状态设定为ZDO层中定义的初始化状态

SampleApp_TransID = 0;        //消息发送ID(多消息时有顺序之分)

// Device hardware initialization can be added here or in main() (Zmain.c).

// If the hardware is application specific - add it here.

// If the hardware is other parts of the device add it in main().

#if defined ( BUILD_ALL_DEVICES )

// The "Demo" target is setup to have BUILD_ALL_DEVICES and HOLD_AUTO_START

// We are looking at a jumper (defined in SampleAppHw.c) to be jumpered

// together - if they are - we will start up a coordinator. Otherwise,

// the device will start as a router.

if ( readCoordinatorJumper() )

zgDeviceLogicalType = ZG_DEVICETYPE_COORDINATOR;

else

zgDeviceLogicalType = ZG_DEVICETYPE_ROUTER;

#endif // BUILD_ALL_DEVICES

//该段的意思是,如果设置了HOLD_AUTO_START宏定义,将会在启动芯片的时候会暂停启动

//流程,只有外部触发以后才会启动芯片。其实就是需要一个按钮触发它的启动流程。

#if defined ( HOLD_AUTO_START )

// HOLD_AUTO_START is a compile option that will surpress ZDApp

//  from starting the device and wait for the application to

//  start the device.

ZDOInitDevice(0);

#endif

// Setup for the periodic message's destination address 设置发送数据的方式和目的地址寻址模式

// Broadcast to everyone 发送模式:广播发送

SampleApp_Periodic_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)AddrBroadcast;//广播

SampleApp_Periodic_DstAddr.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT; //指定端点号

SampleApp_Periodic_DstAddr.addr.shortAddr = 0xFFFF;//指定目的网络地址为广播地址

// Setup for the flash command's destination address - Group 1 组播发送

SampleApp_Flash_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)afAddrGroup; //组寻址

SampleApp_Flash_DstAddr.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT; //指定端点号

SampleApp_Flash_DstAddr.addr.shortAddr = SAMPLEAPP_FLASH_GROUP;//组号0x0001

// Fill out the endpoint description. 定义本设备用来通信的APS层端点描述符

SampleApp_epDesc.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT; //指定端点号

SampleApp_epDesc.task_id = &SampleApp_TaskID;  //SampleApp 描述符的任务ID

SampleApp_epDesc.simpleDesc

= (SimpleDescriptionFormat_t *)&SampleApp_SimpleDesc;//SampleApp简单描述符

SampleApp_epDesc.latencyReq = noLatencyReqs;    //延时策略

// Register the endpoint description with the AF

afRegister( &SampleApp_epDesc );    //向AF层登记描述符

// Register for all key events - This app will handle all key events

RegisterForKeys( SampleApp_TaskID ); // 登记所有的按键事件

// By default, all devices start out in Group 1

SampleApp_Group.ID = 0x0001;//组号

osal_memcpy( SampleApp_Group.name, "Group 1", 7  );//设定组名

aps_AddGroup( SAMPLEAPP_ENDPOINT, &SampleApp_Group );//把该组登记添加到APS中

#if defined ( LCD_SUPPORTED )

HalLcdWriteString( "SampleApp", HAL_LCD_LINE_1 ); //如果支持LCD,显示提示信息

#endif

}


●SampleApp_ProcessEvent(); 用户应用任务的事件处理函数。

uint16 SampleApp_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )

{

afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt;

(void)task_id;  // Intentionally unreferenced parameter

if ( events & SYS_EVENT_MSG ) //接收系统消息再进行判断

{

//接收属于本应用任务SampleApp的消息,以SampleApp_TaskID标记

MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );

while ( MSGpkt )

{

switch ( MSGpkt->hdr.event )

{

// Received when a key is pressed

case KEY_CHANGE://按键事件

SampleApp_HandleKeys( ((keyChange_t *)MSGpkt)->state, ((keyChange_t *)MSGpkt)->keys );

break;

// Received when a messages is received (OTA) for this endpoint

case AF_INCOMING_MSG_CMD://接收数据事件,调用函数AF_DataRequest()接收数据

SampleApp_MessageMSGCB( MSGpkt );//调用回调函数对收到的数据进行处理

break;

// Received whenever the device changes state in the network

case ZDO_STATE_CHANGE:

//只要网络状态发生改变,就通过ZDO_STATE_CHANGE事件通知所有的任务。

//同时完成对协调器,路由器,终端的设置

SampleApp_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);

//if ( (SampleApp_NwkState == DEV_ZB_COORD)//实验中协调器只接收数据所以取消发送事件

if ( (SampleApp_NwkState == DEV_ROUTER) || (SampleApp_NwkState == DEV_END_DEVICE) )

{

// Start sending the periodic message in a regular interval.

//这个定时器只是为发送周期信息开启的,设备启动初始化后从这里开始

//触发第一个周期信息的发送,然后周而复始下去

osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID,

SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,

SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT );

}

else

{

// Device is no longer in the network

}

break;

default:

break;

}

// Release the memory 事件处理完了,释放消息占用的内存

osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt );

// Next - if one is available 指针指向下一个放在缓冲区的待处理的事件,

//返回while ( MSGpkt )重新处理事件,直到缓冲区没有等待处理事件为止

MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );

}

// return unprocessed events 返回未处理的事件

return (events ^ SYS_EVENT_MSG);

}

// Send a message out - This event is generated by a timer

//  (setup in SampleApp_Init()).

if ( events & SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT )

{

// Send the periodic message 处理周期性事件,

//利用SampleApp_SendPeriodicMessage()处理完当前的周期性事件,然后启动定时器

//开启下一个周期性事情,这样一种循环下去,也即是上面说的周期性事件了,

//可以做为传感器定时采集、上传任务

SampleApp_SendPeriodicMessage();

// Setup to send message again in normal period (+ a little jitter)

osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID, SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,

(SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT + (osal_rand() & 0x00FF)) );

// return unprocessed events 返回未处理的事件

return (events ^ SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT);

}

// Discard unknown events

return 0;

}


● SampleApp_MessageMSGCB();分析接收数据函数。

void SampleApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt )

{

uint16 flashTime;

byte buf[3];

switch ( pkt->clusterId ) //判断簇ID

{

case SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID: //收到广播数据

osal_memset(buf, 0 , 3);

osal_memcpy(buf, pkt->cmd.Data, 2); //复制数据到缓冲区中

if(buf[0]=='D' && buf[1]=='1')      //判断收到的数据是否为"D1"

{

HalLedBlink(HAL_LED_1, 0, 50, 500);//如果是则Led1间隔500ms闪烁

#if defined(ZDO_COORDINATOR) //协调器收到"D1"后,返回"D1"给终端,让终端Led1也闪烁

SampleApp_SendPeriodicMessage();

#endif

}

else

{

HalLedSet(HAL_LED_1, HAL_LED_MODE_ON);

}

break;

case SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID: //收到组播数据

flashTime = BUILD_UINT16(pkt->cmd.Data[1], pkt->cmd.Data[2] );

HalLedBlink( HAL_LED_4, 4, 50, (flashTime / 4) );

break;

}

}


● SampleApp_MessageMSGCB();分析接收数据函数。

void SampleApp_SendPeriodicMessage( void )

{

byte SendData[3]="D1";

// 调用AF_DataRequest将数据无线广播出去

if( AF_DataRequest( &SampleApp_Periodic_DstAddr,//发送目的地址+端点地址和传送模式

&SampleApp_epDesc,//源(答复或确认)终端的描述(比如操作系统中任务ID等)源EP

SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID, //被Profile指定的有效的集群号

2,      // 发送数据长度

SendData,// 发送数据缓冲区

&SampleApp_TransID,    // 任务ID号

AF_DISCV_ROUTE,      // 有效位掩码的发送选项

AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS )  //传送跳数,通常设置为AF_DEFAULT_RADIUS

{

}

else

{

HalLedSet(HAL_LED_1, HAL_LED_MODE_ON);

// Error occurred in request to send.

}

}


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