1、1、協議棧工作流程和無線收發控制 LED1.實驗內容、ZigBee 協議棧簡介、如何使用 ZigBee 協議棧、ZigBee 協議棧的安裝、編譯與、協議棧無線收發控制 LED5）、協議棧工作流程2.實現現象：協調器、終端上電，組網成功后 D1 燈閃爍前言前面講了理論和實驗都是為這章做鋪墊的 ，整個學習中本章的實驗是重中之重，也是以后實際開 發中必須用到的。本套開發板以實戰為主，用戶 可非常簡單、方便的應用到實際產品，本公司開發產品也是基于此開發板開發的，去掉了一些華而不實的東西，如 五向按鍵等，用的開發板省去自己研究、裁剪沒用的資源和代碼 ，此項目工作涉及 到識，并非短時間就可調試好的。、硬件

2、、協議等知那些號稱兼容 TI 程序的開發板，其實需要的水平最低，直接用 TI 給的參考設計，制板出來就行了；但是真 正想應用到實際當中你就知道，自己裁剪的工作量是蠻大的。你說這年頭幾家公司用 5 向按鍵、黑白屏(而且是翻新的，他們沒修改 Lcd 驅動，只能用 TI 提供的驅動)。以上只是有感而發，不說了，只希望您使用后能對的工作認可，知足了。ZigBee 無線傳感器網絡涉及電子、電路、通信、射頻等多學科的知識，這對于入門級學習來說， 無形中增加了學習難度，很多讀者看協議、射頻電路學了半年甚至更長的時間，但是連基本的點對 點通信都無法實現，更別說 ZigBee 網絡應用了。基于此原因，本章采用一

3、種新學習思路，快速幫大家 理解、使用 ZigBee 協議棧。先進行 ZigBee 無線網絡通信的學習和實驗，有了感性認知后再看 ZigBee 協議棧、射頻、天線等知識，看完后再實驗一遍加深印象，用此1起到事半功倍的效果，經過多名初學者學習所積累總結出的經驗，希望對您有所幫助。技術工程師:2357481431公司：ht創造：http:/思索未來科技共贏！1.ZigBee 協議棧簡介ZigBee 協議棧呢？它和 ZigBee 協議關系呢?協議是一系列的通信標準，通信雙方 需要共同按照這一標準進行正常的數據發射和接收。協議 棧是協議的具體實現形式，通俗點來理解就 是協議棧是協議和用戶之間的一個接口，

4、開發的，進而實現無線 數據收發。通過使用協議棧來使用這個協議圖 1 展示了 ZigBee 無線網絡協議層的架構圖。ZigBee 的協議分為兩部分，IEEE 802.15.4定義了 PHY（物理層）和 MAC（介質層）技術規范；ZigBee定義了 NW K（網絡層）、APS（應 用程序支持子層）、APL（應 用層）技術規范。ZigBee 協議棧就是將各個層定義的協議都集合在一直，以函數的形式實現，并給用戶提供 API(應用層)，用戶可以直接調用。圖 1 ZigBee 無線網絡協議層2.如何使用 ZigBee 協議棧協議棧是協議的實現，可以理解為代碼，函數庫，供上層應 用調用，協議較的層與應用是相

5、互獨 立的。商業化的協議棧就是給你寫好了底層的代碼，符合協議標準，提供給你一個功能模塊 給你調用。你需要關心的就是你的應用邏輯，數 據從哪里到哪里，怎么，處理；還有系 統里的設 備之間的通信順序什么的，當你的應用 需要數據通信時，調用組網函數給你組建你2技術工程師:2357481431公司：ht創造：http:/思索未來科技共贏！想要的網絡；當你 想從一個設備發數據到另一個設備時，調用無線數據發送函數；當然，接收端就調用接收函數；當你 的設備沒事干的時候 ，你就調用睡眠函數；要干活的時候就調用喚醒函數。所以當你做具體應用時， 不需要關心 協議棧是怎么寫的，里面的每條代碼是什么 意思。除非你要做

6、協議研究。每個廠商的協議 棧有區別，也就是函數名稱和參數可能有區別，這個要看具體的例子、說明文檔。怎么使用 ZigBee 協議棧?舉個例子，用戶實現一個簡單的無線數據通信時的一般步驟： 1、組網：調用協議棧的組網函數、加入網絡函數，實現網絡的建立與節點的加入。2、發送：發送節點調用協議棧的無線數據發送函數，實現無線數據發送。3、接收：接收節點調用協議棧的無線數據接收函數，實現無線數據接收。是不是看上去很簡單啊，其實協議棧很多都封裝好了，下面大概看看無線發送函數：1. afS.6.7.8.us_t AF_DataRequest( a fAddrType_t *dstAddr,end

7、PoDesc _t *srcEP,uu u u uu16 cID,16 len,8 *buf,8 *transI D,8 options ,8 radius )用戶調用該函數即可實現數據的無線數據的發送，此函數中有 8 個參數，用戶需要將每個參數的含義理解以后，才能熟練使用該函數進行無線數據通信的目的。現在只講其中最重要的兩個參數，其它參 數不需要死記硬背，以后用多了自然就記住了。3技術工程師:2357481431公司：ht創造：http:/思索未來科技共贏！uu16 len, / /發送數據的長度；8 *buf, / /指向存放發送數據的緩沖區的指針。至于調用該函數后，如何初始化硬件進行數據

8、發送等工作，用戶不需要關心，ZigBee 協議棧己經 將所需要的工作做好了，只需要調用相應的 API 函數即可，而不必關心具體實現細節。看起來是不 是很簡單呢，是不是有動手試試的沖動。先別急還要先安裝 ZigBee 協議棧才能進行開發調試呢，下面 就動手安裝 ZigBee 協議棧吧。3.ZigBee 協議棧的安裝、編譯與。解 壓 . Zigbee 開 發ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0 協 議 棧安裝文件.rar ; 解壓得到.exe 文件，雙擊進行安裝，路徑你可以選擇默認，同樣你也可以選擇你 想要安裝的位置 。也許有人就困惑了，裝完之后不是應該有個桌 面圖標的么？其實所謂的

9、安裝協議棧 只是把一些文件解壓到你安裝的目錄下。好了，協議棧是安裝好了，怎么用它呢？ 裝了肯定要用啊是吧，別急，先來看看這個協議棧的目錄：Compon ents，顧名思義這個是放driver，hal， zcl 等庫的代碼的庫的文件夾，里面放了一些用到的 ZDO，s，這個不用說大家都知道是放 TI 的開檔的，里面很多都是講述協議棧的API 的 有空時Projec ts，這個文件夾放的是 TI 協議棧的例子程序，一個個例子程序都是以一個個 project的 形式給的，學好這些例子程序里面的一兩個，基本你能做事情了。Tools，這個文件夾是放 TI 的例子程序的一些上位機之類的程序，作為工具使用。好

10、了，基本明 白了基本架構之后，果比較好。以一個簡單的實驗開始 。先掌握一點必要的理論再實驗效4技術工程師:2357481431公司：ht創造：http:/思索未來科技共贏！4.協議棧無線收發控制 LED 。打開工程 ：3.高級篇-zigbee協議棧應用與組網1.協議棧工作流程和無線收發控制LEDZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0ProjectszstackSlesSleAppCC2530DB從開發專業角度講建議大家工程到非中文目錄，因為有些開發環境對中文路徑支持的不好， 雖然 IAR 支持但在實際工作中你想別人看到你的工程，認為你很專業就照著上面做吧。演示就不 修改，容易引起大

11、家誤會，打開工程如下圖：5技術工程師:2357481431公司：ht創造：http:/思索未來科技共贏！App：應用層目錄，這是用戶創建各種不同工程的區域，在這個目錄中包含了應用層的內容和這個項目的主要內容。HAL：硬件層目錄，包含有與硬件相關的配置和驅動及操作函數。MAC：MAC 層目錄，包含了 MAC 層的參數配 置文件及其 MAC 的 LIB 庫的函數接口文 件。MT：實現通過串口可控制各層，并與各層進 行直接交互NWK：網絡層目錄，包含網絡層配置參數文 件網絡層庫的函數接口文件及 APS 層庫的函數接口。OSAL：協議棧的操作系統。P rofile： Application frame

12、work 應用框架層目錄，包含 AF 層處理函數文件。應用框架層是應用程序和 APS 層的無線數據 接口。Security：安全層目錄，包含安全層處理函數，比如加密函數等Servi：地址處理函數目錄，包括地址模式的定義及地址處理函數。Tools：工程配置目錄，包括空間劃分及 Z-Stack 相關配置信息。ZDO：ZDO 目錄ZMac：MAC 層目錄，包括 MAC 層參數配置 及 MAC 層 LIB 庫函數回調處理函數。ZMain：主函數目錄，包括函數及硬件 配置文件。Output：輸出文件目錄，由 IAR IDE 自動生成。6技術工程師:2357481431公司：ht創造：http:/思索未來

13、科技共贏！帶協議棧的工程怎么這么多文件夾和文件，都著做實驗就行了，后面實驗接觸多了自然就懂了。用啊？現階段大家只要帶著這個疑問照1）. 編譯協議器的程序，在 Workspace 下拉框中選擇“CoordinatorEB-Pro”，在工程名上點法。右鍵選擇”Rebuild All”，沒錯誤提示再到開發板當中。盡量教大家用一些快捷方2）.編譯終端設備的程序選擇“EndDeviceEB-Pro”編譯即可。兩個 zigbee 節點都好后，分別上電看效果吧。協調器、終端上電，組網成功后 D1 燈閃爍。看完后是不是在想怎么實現的？下面我就帶著大家分析協議棧工作流程：7技術工程師:2357481431公司：

14、ht創造：http:/思索未來科技共贏！1).zigbee 工作流程:看源碼大家使用 Source_Insight，十分強大的工具，從事必備，除非你想做菜鳥， 具體使用請參考相關資料與Zigbee 參考資料 Source Insight 使用.pdf。下面對源碼也進行注列出實驗中 涉及到比較重要的函數進行詳解，由于是帶協議 棧第一個實驗，釋，方 便看源碼的學習。我建議大家先的文章，再閱讀一次源碼加深印象，后面 的例子結構基本相 同，所以學好此實驗，再做后 面的實驗就得心應手了。用戶自己添加的應用任務程序在 Zstack 中的 。調用過程： main()- osal_init_system()-

15、 osalInitTasks()- SleApp_Init()下面就先從 main()函數開始吧。提示：如果你第一次接觸 ZStack，第一個實驗的代碼看注釋只須大概知道它們是做什么的，有點印象 就行了，后面實驗會漸進，慢慢帶領大家搞懂整個流程和代碼的。如果剛開始就啃代碼，不但效率 低而且信心受損。2) 打開 ZMain.c 找到 main 函數main( void )8技術工程師:2357481431公司：ht創造：http:/思索未來科技共贏！osal_disable(S_ALL ); /關閉所有中斷HAL_BOARD_INIT(); /初始化系統時鐘zmain_vdd_check();

16、/檢查電壓是否正常InitBoard( OB_COLD ); /初始化 I/O ，LED 、Timer 等HalDriverInit(); /初始化各硬件模塊osal_nv_init( NULL ); /初始化 FlashZMacInit(); /初始化 MAC 層 zmain_ext_addr(); /確定 IEEE 64 位地址 zgInit(); /初始化非易失變量#ifndef NONWK / Since the AF isn afInit();#endifosal_in it_system(); /初始化操作系統器ask, call its initialization routin

17、eosal_enable(S_ALL ); /使能全部中斷InitBoard( OB_READY ); /最終板載初始化zmain_dev_info(); /顯示設備信息 #ifdef LCD_SUPPORTEDzmain_lcd_init(); /初始化 LCD #endif#ifdef WDT_IN_PM1 /* If WDT is used, this is a good place to enable it. */ WatchDogEnable( WDTIMX );#endifosal_st art_system();/ No Re turn from here 執行操作系統，進去后不

18、會返回 return 0; / Shouldnt get here. / main()看了上面的代碼后，可能感覺很多函數不認識。沒關系剛開始大概了解流程即可，main 函數 先執行初始化工作，包括硬件、網絡層、任務等的初始化。然后執行 osal_start_system(); 操作系統。進去后可不會回來了。在這里，重點了解 2 個函數：初始化操作系統 osal_i nit_system();9技術工程師:2357481431公司：ht創造：http:/思索未來科技共贏！運行操作系統 osal_s tart_system();3) 先來看 osal_init_system();系統初始化函 數，

19、進入函數。如果用 IAR 看代碼可在函數名上單擊右鍵 go to definitio n of，便可以進入函數。發現里面有 6 個初始化函數，這里只關心 osalInitTasks(); 任務初始化函數，繼續由該函數進入。void osalIn itTasks( void )u8 taskID = 0; / 分配內存，返回指向緩沖區的指針tasksEvents = (u16 *)osal_mem_alloc( sizeof( u16 ) *t);/ 設置所分配的內存空間單元值為 0osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( u16 ) *t);/ 任務優先 級由

20、高向低依次排列，高優先級對應 taskID 的值反而小makInit( taskID+ ); /makInit(0) ，用戶不需考慮nwk_init( taskID+ ); /nwk_ init(1)，用戶不需考慮Hal_Init( taskID+ ); /Hal_I nit(2) ，用戶需考慮#if defined( MT_TASK ) /如果定義 MT_TASK 則調用 MT_TaskIn it（） MT_TaskInit( taskID+ );#endifAPS_Init( taskID+ ); /APS_I nit(3) ，用戶不需考慮#if defined ( ZIGBEE_FRAG

21、MENAPSF_Init( taskID+ );ION )#endif ZDApp_Init( taskID+ ); /ZDApp _Init(4) ，用戶需考慮#if defined ( ZIGBEE_FREQ_AGILITY ) | defined ( ZIGBEE_PANID_ ZDNwkMgr_Init( taskID+ );#endif /用戶 創建的任務)SleA pp_Init( taskID ); / SleApp_Init _Init (5)，用戶需考慮。重要!函數對 taskID 進行初始化，每初始化一個，taskI D+。大家看到了注釋后面有些寫著用戶需要考慮， 有些 則

22、寫著用戶不需考慮。沒錯，需要考慮的用戶可 以根據自己的硬件或者其他設置，而寫著不需考慮 的也是不能修改的。10技術工程師:2357481431公司：ht創造：http:/思索未來科技共贏！TI 公司協議棧已完成。SleApp_Init()是應 用 協 議 棧 例 程 的 必 要 函數 ， 用 戶 通 常 在 這 里 初 始 化 自 己 的 東 西 。 至 此 ，osal_i nit_system();大概了解完畢。4) 接下來看第二個函數 osal_start_system( );運行操作系統。同樣用 go todefinition 的 方法進入該函數。void osal_st art_sys

23、tem( void )#if !defined ( ZBIT ) & !defined ( UBIT ) for(;) / Forever Loop#endifu8 idx = 0;osalTimeUpdate(); /掃描哪個事 件被觸發了，然后置相應的標志位Hal_ProsPoll(); /輪詢 TIMER 與 UARTdo if (tasksEventsidx) / Task is highest priorit ybreak; /得到待處理 的最高優先級任務索引號 idxt is ready. while (+idx t);if (idx hdr.event )/ Received w

24、hen a key is pressedcase KEY_CHANGE:/按鍵事件SleApp_HandleKeys( (keyChange_t *)MSGpkt)-se,(keyChange_t *)MSGpkt)-keys );break;/ Received when a messages is received (OTA) for this endpocaseING_MSG_CMD:/接收數據事件,調用函數 AF_DataRequest()接收數據SleApp_MessageMSGCB( MSGpkt );/調用回調函數對收到的數據進行處理break;/ Received whenev

25、er the device changes sehe networkcase ZDO_SE_CHANGE:/只要網絡狀態發生改變，就通過 ZDO_S務。同時 完成對協調器，路由器，終端的設置E_CHANGE 事件通知所有的任SleApp_NwkSe = (devSes_t)(MSGpkt-hdr.sus);/if ( (SleApp_NwkSe = DEV_ZB_COORD)/實驗中協調器只接收數據所以取消發送事件if ( (SleApp_NwkSe = DEV_ROUTER) | (SleApp_NwkSe= DEV_END_DEVICE) )/這個定時器只是為發送周期信息開啟的，設備啟動初

26、始化后從這里開始觸發第一個周期信息的發送，然后周而復始下去。15技術工程師:2357481431公司：ht創造：http:/思索未來科技共贏！osal_start_timerEx( SleApp_TaskID,SSelseLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,LEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT );/ Device is no longerhe networkbreak; default:break;/ Release the memory/事件處理完了，消息占用的內存osal_msg_deallocate( (u8 *)MSGpkt );/指針指

27、向下一個放在緩沖區的待處理的事件，返回 while ( MSGpkt )重新處理事件，直到緩沖區沒有等MSGpkt = (*)osal_msg_receive( S/ return unpro待處理事件為止ingMSGPacket_tleApp_TaskID );sed events /返回未處理的事件return (events SYS_EVENT_MSG); / Send a message out - This event is generated by a timer/ (setup in Sif ( events & SleApp_Init().LEAPP_SEND_PERIODIC

28、_MSG_EVT )/處理周期性事件，利用 SleApp_SendPeriodicMessage()處理完當前的周期性事件，然后啟動定時器 開啟下一個周期性事情，這樣一種循環下去，也即是上面說的周期性事件了，可以做為傳感器定時、上傳任務SleApp_SendPeriodicMessage();/ Setup to send message again in normal period (+ a little jitter)16技術工程師:2357481431公司：ht創造：http:/思索未來科技共贏！osal_start_timerEx(SleApp_TaskID,SLEAPP_SEND_P

29、ERIODIC_MSG_EVT,(SLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT + (osal_rand() & 0 x00FF) );/ return unproreturn (events Ssed events 返回未處理的事件LEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT); / Discard unknown eventsreturn 0;7) 分析接收數據 函數 SleApp_MessageMSGCB/接收數據，參數為接收到的數據void SleApp_MessageMSGCB(ingMSGPacket_t *pkt )u16 flashTime;byt

30、e buf3;switch ( pkt-clusterId )/判斷簇 ID case SLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID:/收到廣播數據osal_memset(buf, 0 , 3);osal_memcpy(buf, pkt-cmd.Data, 2);/數據到緩沖區中if(buf0=D & buf1=1)/判斷收到的數據是否為“D1”HalLedBlink(HAL_LED_1, 0, 50, 500);/如果是則 Led1 間隔 500ms 閃爍17技術工程師:2357481431公司：ht創造：http:/思索未來科技共贏！#if defined(ZDO_COORDINATOR)/協調器收到D1后,返回D1給終端，讓終端 Led1 也閃爍SleApp_SendPeriodicMessage();#endifelseHalLedSebreak;case SL_LED_1, HAL_LED_MODE_ON);LEAPP_FLASH_CLUSTERID: /收到組播數據flashTime = BUILD_U16(pkt-cmd.Data1, pkt-cmd.Data2 );HalLedBlink( HAL_LED_4, 4, 50, (flashTime / 4) );break;8) 分析發送周期信息 SleApp_SendPerio dicMessa