一.ZigBee 協(xié)議棧簡介

有問題發(fā)送郵件至468078841@qq.com
什么是ZigBee 協(xié)議棧呢？它和ZigBee 協(xié)議有什么關系呢?協(xié)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(shù)據(jù)發(fā)射和接收。協(xié)議棧是協(xié)議的具體實現(xiàn)形式，通俗點來理解就是協(xié)議棧是協(xié)議和用戶之間的一個接口，開發(fā)人員通過使用協(xié)議棧來使用個協(xié)議的，進而實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)收發(fā)。

ZigBee 的協(xié)議分為兩部分，IEEE 802.15.4 定義了PHY（物理層）和MAC（介質(zhì)訪問層）技術(shù)規(guī)范；ZigBee 聯(lián)盟定義了NWK（網(wǎng)絡層）、APS（應用程序支持子層）、APL（應用層）技術(shù)規(guī)范。ZigBee 協(xié)議棧就是將各個層定義的協(xié)議都集合在一直，以函數(shù)的形式實現(xiàn)，并給用戶提供API(應用層)，用戶可以直接調(diào)用。

Z-Stack協(xié)議棧體系結(jié)構(gòu)

二.如何使用ZigBee 協(xié)議棧

協(xié)議棧是協(xié)議的實現(xiàn)，可以理解為代碼，函數(shù)庫，供上層應用調(diào)用，協(xié)議較底下的層與應用是相互獨立的。你需要關心的就是你的應用邏輯，數(shù)據(jù)從哪里到哪里，怎么存儲，處理；還有系統(tǒng)里的設備之間的通信順序什么的.至于初始化等等工作不需要我們考慮。我們只需要調(diào)用相關的API函數(shù)就可以了。

三.了解zigbee協(xié)議棧的應用文件夾

安裝好zigbee協(xié)議棧，打開目錄Texas Instruments

（一）Components：顧名思義這個是放我們的庫的文件夾，里面放了一些我們用到的ZDO，driver，hal，zcl 等庫的代碼

（二）Documents：這里放的是TI 的開發(fā)文檔的，里面很多都是講述協(xié)議棧的API

（三）Projects：這個文件夾放的是TI 協(xié)議棧的例子程序。

（四）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。

接下來介紹的東西均需要打開示例工程在這里我們打開\ZStack-CC25302.5.1a\Projects\zstack\Samples\SampleApp\CC2530DB進入zigbee的協(xié)議棧中

為了確保程序沒問題我們在這里重新編譯一下協(xié)議棧。

這是我們協(xié)議棧的匯總目錄

這里是我們zigbee的文件夾，里面寫好的代碼都分為很多的group
（一）APP：應用層目錄，這里用戶可以創(chuàng)建不同的工程目錄，這里包含項目工程主要內(nèi)容

（二）HAL：硬件層目錄，包含有與硬件相關的配置和驅(qū)動及操作函數(shù)。

（三）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。

（四）MT：實現(xiàn)通過串口可控各層，于各層進行直接交互。

（五）NWK：網(wǎng)絡層目錄，含網(wǎng)絡層配置參數(shù)文件及網(wǎng)絡層庫的函數(shù)接口文件，APS 層庫的函數(shù)接口

（六）OSAL：協(xié)議棧的操作系統(tǒng)。

（七）Profile： AF層目錄，包含AF 層處理函數(shù)文件。

（八）Security：安全層目錄，安全層處理函數(shù)，比如加密函數(shù)等。

（九）Services：地址處理函數(shù)目錄，包括著地址模式的定義及地址處理函數(shù)。

（十）Tools：工程配置目錄，包括空間劃分及ZStack 相關配置信息。

（十一）ZDO： ZDO目錄。

（十二）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)。

（十三）Output：輸出文件目錄，這個EW8051 IDE 自動生成的。

點擊DemoEB可以進行設備類型工作空間選擇，必須要選好，不然不可以使用。

CoordinatorEB：為協(xié)調(diào)器的工作空間。

ROuterEB：為路由器的工作空間。

EndDeviceEB：為無線終端的設備選擇。

四.zigbee協(xié)議棧的工作流程

在我們這個版本的來說在我們使用者的路徑流程是：main()---> osal_init_system()---> osalInitTasks()---> SampleApp_Init()

（一）打開ZMain.c 找到main 函數(shù)
學過C語言的都知道，C語言函數(shù)是在一直執(zhí)行main文件里面的內(nèi)容，首先我們先查看main.c的內(nèi)容

int main( void ) {// Turn off interruptsosal_int_disable( INTS_ALL ); //關閉協(xié)議棧所有中斷// Initialization for board related stuff such as LEDsHAL_BOARD_INIT(); //初始化協(xié)議棧系統(tǒng)時鐘// Make sure supply voltage is high enough to runzmain_vdd_check(); //檢查芯片電壓是否正常// Initialize board I/OInitBoard( OB_COLD ); //初始化I/O // Initialze HAL driversHalDriverInit(); //初始化芯片硬件// Initialize NV Systemosal_nv_init( NULL ); //初始化Flash 存儲器// Initialize the MACZMacInit(); //初始化MAC 層// Determine the extended addresszmain_ext_addr(); //確定IEEE 64位設備地址// Initialize basic NV itemszgInit(); //初始化非易失變量#ifndef NONWK// Since the AF isn't a task, call it's initialization routineafInit(); #endif// Initialize the operating systemosal_init_system(); //初始化協(xié)議棧操作系統(tǒng)// Allow interruptsosal_int_enable( INTS_ALL ); //使能全部中斷// Final board initializationInitBoard( OB_READY ); //最終板載初始化// Display information about this devicezmain_dev_info(); //LCD顯示設備信息/* Display the device info on the LCD */ #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_start_system(); // No Return from here 執(zhí)行操作系統(tǒng)，這里進入將不會退出，一直執(zhí)行osal_start_systemreturn 0; // Shouldn't get here. } // main()

我們接著看一下osal_start_system在這里我們可以點擊選中然后goto到函數(shù)里面查看。

void osal_start_system( void ) { #if !defined ( ZBIT ) && !defined ( UBIT )for(;;) // Forever Loop //這是個死循環(huán) #endif{osal_run_system(); //協(xié)議棧一直執(zhí)行這個函數(shù)} }

接著繼續(xù)goto osal_run_system這個是任務系統(tǒng)輪詢的主要函數(shù)。他會查找發(fā)生的事件然后調(diào)用相應的事件執(zhí)行函數(shù)， 如果沒有事件登記要發(fā)生那就將進入睡眠模式。在協(xié)議棧中，所有將要處理的內(nèi)容定義為事件，這個函數(shù)就是查找事件的函數(shù)，每個事件都有自己的事件號，根據(jù)事件號大小判斷優(yōu)先級，一個一個執(zhí)行，例如按鍵按鍵，就觸發(fā)按鍵事件，這個現(xiàn)在知道就可以，在后面我們會介紹。
在這里我們知道了協(xié)議棧一直執(zhí)行事件掃面函數(shù)，那我們?nèi)绾胃鶕?jù)需求開發(fā)呢，我們要做的就是設置一個自己要監(jiān)測的事件，然后寫交互邏輯。 // 一個任務可以有多個事件

void osal_run_system( void ) {uint8 idx = 0;osalTimeUpdate();//更新事件Hal_ProcessPoll();do {if (tasksEvents[idx]) // Task is highest priority that is ready.{break;}} while (++idx < tasksCnt);if (idx < tasksCnt){uint16 events;halIntState_t intState;HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);events = tasksEvents[idx];tasksEvents[idx] = 0; // Clear the Events for this task.HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState);activeTaskID = idx;events = (tasksArr[idx])( idx, events );activeTaskID = TASK_NO_TASK;HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);tasksEvents[idx] |= events; // Add back unprocessed events to the current task.HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState);} #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 }

我們接下來進行事件的初始設置。在前面main函數(shù)中 osalInitTasks(); 為初始化系統(tǒng)任務，我們需要將自己的需求加入其中就可以達到目的。 goto一下進入函數(shù) //osalInitTasks這個是設置任務的函數(shù)，然后任務里面也定義了很多事件

void osalInitTasks( void ) {uint8 taskID = 0;// 分配內(nèi)存，返回指向緩沖區(qū)的指針tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt);// 設置所分配的內(nèi)存空間單元值為0osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt));// 任務優(yōu)先級由高向低依次排列，高優(yōu)先級對應taskID 的值反而小macTaskInit( taskID++ ); // taskID 0nwk_init( taskID++ ); // taskID 1Hal_Init( taskID++ ); //taskID 2 #if defined( MT_TASK )MT_TaskInit( taskID++ ); #endifAPS_Init( taskID++ ); //taskID 3 #if defined ( ZIGBEE_FRAGMENTATION )APSF_Init( taskID++ ); #endifZDApp_Init( taskID++ ); //taskID 4 #if defined ( ZIGBEE_FREQ_AGILITY ) || defined ( ZIGBEE_PANID_CONFLICT )ZDNwkMgr_Init( taskID++ ); #endif//SampleApp_Init為用戶創(chuàng)建任務，我們需要在這里進行任務的添加 現(xiàn)在進入函數(shù)我們查看一下SampleApp_Init( taskID ); // taskID 5 }

在這里我們看一下用戶應用任務的事件處理函數(shù)進入SampleApp_ProcessEvent函數(shù)在這里我們可以看到在協(xié)議棧初始的時候定義的事件，和處理函數(shù)，在后面我們再詳細介紹如何使用。

uint16 SampleApp_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events ) {afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt;(void)task_id; // Intentionally unreferenced parameterif ( events & SYS_EVENT_MSG )//如果是SYS_EVENT_MSG 這個事件進入這里{MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );//類型轉(zhuǎn)換while ( MSGpkt ){switch ( MSGpkt->hdr.event ){// Received when a key is pressedcase KEY_CHANGE: //如果是按鍵按下進入下面這個函數(shù)SampleApp_HandleKeys( ((keyChange_t *)MSGpkt)->state, ((keyChange_t *)MSGpkt)->keys );break;// Received when a messages is received (OTA) for this endpointcase AF_INCOMING_MSG_CMD://如果是接受到RF消息進入這里SampleApp_MessageMSGCB( MSGpkt );break;// Received whenever the device changes state in the networkcase ZDO_STATE_CHANGE: //如果網(wǎng)絡狀態(tài)改變，這個絕壁進入，SampleApp_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);if ( (SampleApp_NwkState == DEV_ZB_COORD)|| (SampleApp_NwkState == DEV_ROUTER)|| (SampleApp_NwkState == DEV_END_DEVICE) ){// Start sending the periodic message in a regular interval.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釋放消息占用的內(nèi)存osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt );// Next - if one is available// 返回while ( MSGpkt )重新處理事件，直到緩沖區(qū)沒有等待處理事件為止MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );}// return unprocessed 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 SampleApp_Init()).if ( events & SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT ) //如果是 SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT 事件進入這里 這里是網(wǎng)絡狀態(tài)改變之后標志位值1的{// Send the periodic messageSampleApp_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 eventsreturn (events ^ SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT);}// Discard unknown eventsreturn 0; }

了解以上的流程我們就可以了解到協(xié)議棧的整體運行機制了。并且大概的概念。

下面我們介紹本節(jié)涉及zigbee協(xié)議棧的函數(shù)；

函數(shù)名：osal_start_timerEx

函數(shù)聲明uint8 osal_start_timerEx( uint8 taskID, uint16 event_id, uint16 timeout_value )

這是一個定時器的函數(shù)，將在timeout_value毫秒之后將任務號為taskID的任務，事件號為event_id的事件標志位置為1.這個時候就可以通過evens&進行判斷

有問題請發(fā)郵件至468078841@qq.com
zigbee協(xié)議棧串口收發(fā) From zigbee菜鳥筆記（十 二）點擊進入

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的zigbee协议栈工作流程 From zigbee菜鸟笔记（十 一）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。