文章目錄

• Zigbee協議棧簡介
• 如何理解Zigbee協議棧
• 如何使用Zigbee協議棧

Zigbee協議棧簡介

??Zigbee協議分為2部分：

IEEE 802.15.4定義了PHY(物理層)和MAC(介質訪問層)技術規范。

Zigbee聯盟定義了NWK(網絡層)、APS(應用程序支持層)、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起，以函數的形式實現，并給用戶提供API，用戶可以直接調用。

如何理解Zigbee協議棧

??TI推出的ZigBee 2007協議棧也稱為Z-Stack，它是Chipcon推出其CC2430開發平臺時，開發的一款商業級協議棧軟件。
??Chipcon公司為自己設計的Z-Stack協議棧中提供了一個名為操作系統抽象層OSAL的協議棧調度程序。
??下圖是TI公司的基于ZigBee 2007的協議棧Z-Stack-CC2530-2.3.0，所有文件目錄如紅色框所示，我們可以把它看做一個小型的操作系統，采用任務輪詢的方法運行。

如何使用Zigbee協議棧

??以簡單的無線數據通信為例，其一般步驟為：

• 組網：調用協議棧組網函數、加入網絡函數，實現網絡的建立和節點的加入。
• 發送：發送節點調用協議棧的發送函數，實現數據無線發送。
• 接收：接收節點調用協議棧的無線接收函數，實現無線數據接收。

??由于協議棧都把這些函數都封裝好了，因此我們用起來比較方便。大家可以了解一下下面的關鍵字：

• CCM：Counter with CBC-MAC(Mode of Operation)
• HAL：Hardware Abstraction Layer(硬件抽象層)
• PAN：Personal Area Network(個人局域網)
• RF：Radio Frequency(射頻)
• RSSI：Received Signal Strength Indicator(接收信號強度指示)

??CC2530 BasicRF文件夾結構如下圖：

• docs文件夾：打開文件夾，里面僅有一個名為CC2530_Software_Examples的PDF文檔，文檔的主要內容是介紹Basic RF的特點、結構及使用。從中我們可以知道，里面Basic RF包含三個實驗例程：無線點燈、傳輸質量檢測、譜分析應用。
• Ide文件夾：打開文件夾后會有三個文件夾，以及一個cc2530_sw_examples.eww工程，這個工程是上面提及的三個實驗例程工程的集合。在IAR環境中打開該工程，在workspace看到如下文件夾：Ide\Settings文件夾是在每個基礎實驗的文件夾里都會有的，它用于保存讀者自己的IAR環境設置；Ide\srf05_CC2530文件夾里面放有三個工程，即light_switch.eww、per_test.eww和spectrum_analyzer.eww。
• Source文件夾：該文件夾里面有apps文件夾和components文件夾。Source\apps文件夾存放Basic RF三個實驗的應用實現的源代碼；Source\components文件夾包含著Basic RF的應用程序使用不同組件的源代碼。

??打開文件夾WeBee CC2530 BasicRF\ide\srf05_cc2530\iar路徑里面的工程light_switch.eww(無線點燈)，我們的實驗就是對它進行修改的。在介紹Basic RF之前，來看看這個實驗例程設計的大體結構。

• Hardware layer：這是實現數據傳輸的基礎。
• Hardware Abstraction layer：它提供了一種接口來訪問TIMER、GPIO、UART、ADC等，這些接口都通過相應的函數進行實現。
• Basic RF layer：為雙向無線傳輸提供一種簡單的協議。
• Application layer：它是用戶應用層，相當于用戶使用Basic RF層和HAL的接口。我們通過在Application layer就可以使用到封裝好的Basic RF和HAL的函數。

??Basic RF由TI公司提供，它包含了IEEE 802.15.4標準的數據包的收發功能，但并沒有使用到協議棧，僅僅讓兩個結點進行簡單的通信。也就是說，Basic RF僅僅是包含IEEE 802.15.4標準的一小部分。其主要特點有：

不會自動加入協議，也不會自動掃描其他節點也沒有組網指示燈(LED3)。

沒有協議棧里面所說的協調器、路由器或者終端的區分，節點的地位都是相等的。

沒有自動重發的功能。

??Basic RF的工作過程有啟動、發射和接收。使用Basic RF實現無線傳輸只要學會使用這些過程的相應函數就可以了。
??啟動的要求如下：
??1. 確保外圍器件沒有問題。
??2. 創建一個basicRfCfg_t的數據結構，并初始化其中的成員，在basic_rf.h代碼中可以找到：

typedef struct {uint16 myAddr; /* 16位的短地址(就是節點的地址) */uint16 panId; /* 節點的“PAN ID” */uint8 channel; /* RF通道(必須在11至26之間 */uint8 ackRequest; /* 目標確認就置為true */ #ifdef SECURITY_CCM /* 是否加密，預定義里取消了加密 */uint8 *securityKey;uint8 *securityNonce; #endif } basicRfCfg_t;

??3. 調用basicRfInit函數進行協議的初始化，在basic_rf.c代碼中可以找到：

uint8 basicRfInit ( basicRfCfg_t *pRfConfig );

函數功能是對Basic RF的數據結構初始化，設置模塊的傳輸通道、短地址和PAD ID。
??發送過程如下：
??1. 創建一個buffer，把payload放入其中，Payload不大于103個字節。
??2. 調用basicRfSendPacket函數發送，并查看其返回值。在basic_rf.c中可以找到：

uint8 basicRfSendPacket ( uint16 destAddr, uint8 *pPayload, uint8 length )

參數destAddr是目的短地址，pPayload是指向發送緩沖區的指針，length是發送數據長度。函數功能是給目的短地址發送指定長度的數據，發送成功剛返回SUCCESS，失敗則返回FAILED。
??接收過程如下：
??1. 上層通過basicRfPacketIsReady函數來檢查是否收到一個新數據包。在basic_rf.c中可以找到：

uint8 basicRfPacketIsReady ( void );

函數功能是檢查模塊是否已經可以接收下一個數據，如果準備好了，則返回TRUE。
??2. 調用basicRfReceive函數，把收到的數據復制到buffer中。代碼可以在basic_rf.c中找到：

uint8 basicRfReceive ( uint8 *pRxData, uint8 len, int16 *pRssi );

函數功能是接收來自Basic RF層的數據包，并為所接收的數據和RSSI值配緩沖區。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的ZigBee协议栈简介的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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