zigbee学习自我总结文档格式.docx
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ExtendedPANID：
zigbee增加了一个8字节的扩展PANID，便于提供服务和PANID冲突检测。
5.Zigbee协议结构
●物理层（PHY）
物理层定义了物理无线信道和MAC子层之间的接口，提供物理层数据服务和
物理层管理服务。
物理层内容：
1）ZigBee的激活；
2）当前信道的能量检测；
3）接收链路服务质量信息；
4）ZigBee信道接入方式；
5）信道频率选择；
6）数据传输和接收。
●介质接入控制子层（MAC）
MAC层负责处理所有的物理无线信道访问，并产生网络信号、同步信号；
支持PAN连接和分离，提供两个对等MAC实体之间可靠的链路。
MAC层功能：
1）网络协调器产生信标；
2）与信标同步；
3）支持PAN（个域网）链路的建立和断开；
4）为设备的安全性提供支持；
5）信道接入方式采用免冲突载波检测多址接入（CSMA-CA）机制；
6）处理和维护保护时隙（GTS）机制；
7）在两个对等的MAC实体之间提供一个可靠的通信链路。
●网络层（NWK）
ZigBee协议栈的核心部分在网络层。
网络层主要实现节点加入或离开网络、接收或抛弃其他节点、路由查找及传送数据等功能。
网络层功能：
1）网络发现；
2）网络形成；
3）允许设备连接；
4）路由器初始化；
5）设备同网络
连接；
6）直接将设备同网络连接；
7）断开网络连接；
8）重新复位设备；
9）接收机
同步；
10）信息库维护。
●应用层（APL）
ZigBee应用层框架包括应用支持层（APS）、ZigBee设备对象（ZDO）和制造商所定义的应用对象。
应用支持层的功能包括：
维持绑定表、在绑定的设备之间传送消息。
ZigBee设备对象的功能包括：
定义设备在网络中的角色（如ZigBee协调器和终端设备），发起和响应绑定请求，在网络设备之间建立安全机制。
ZigBee设备对象还负责发现网络中的设备，并且决定向他们提供何种应用服务。
ZigBee应用层除了提供一些必要函数以及为网络层提供合适的服务接口外，一个重要的功能是应用者可在这层定义自己的应用对象。
●应用程序框架（AF）
运行在ZigBee协议栈上的应用程序实际上就是厂商自定义的应用对象，并且遵循规范（profile）运行在端点1---240上。
在ZigBee应用中，提供2种标准服务类型：
键值对（KVP）或报文（MSG）。
●Zigbee设备对象（ZDO）
远程设备通过ZDO请求描述符信息，接收到这些请求时，ZDO会调用配置对象获取相应描述符值。
另外，ZDO提供绑定服务。
6.Z-Stack软件构架
Z-Stack由main（）函数开始执行，main（）函数共做了2件事：
一是系统初始化，另外一件是开始执行轮转查询式操作系统，如下图所示：
7.Z-Stack系统运行流程图
8.Z-Stack在项目中的目录结构
（1）App：
应用层目录，这个目录下的文件就是创建一个新项目时自己要添加的文件，
（2）HAL：
硬件层目录，Common目录下的文件是公用文件，基本上与硬件无关，其中hal_assert.c是断言文件，用于调用，hal_drivers.c是驱动文件，抽象出与硬件无关的驱动函数，包含有与硬件相关的配置和驱动及操作函数。
Include目录下主要包含各个硬件模块的头文件，而Target目录下的文件是跟硬件平台相关的，可能看到有两个平台，分别是Cc2430DB平台和一个CC2430EB平台。
后面的DB和EB表示的是TI公司开发板的型号，其实还有一种类型是BB的，BB:
BatteryBoard
DB:
DevelopmentBoard EB:
EvaluationBoard
分别对应TI公司开发的三种板型，其功能按上顺序依次变强。
可以参看"
Z-StackUser'
sGuideforCC2430"
的图片，可以获得更直观的认识。
（3）MAC：
MAC层目录，High Level和Low Level两个目录表示MAC层分为了高层和底层两层，Include目录下则包含了MAC层的参数配置文件及基MAC的LIB库函数接口文件，这里的MAC层的协议是不开源的，以库的形式给出
（4）MT：
监制调试层目录，该目录下的文件主要用于调试目的，即实现通过串口调试各层，与各层进行直接交互。
（5）NWK：
网络层目录，含有网络层配置参数文件及网络层库的函数接口文件，及APS层库的函数接口
（6）OSAL：
协议栈的操作系统抽象层目录
（7）Profile：
AF层目录，ApplicationFarmework
应用框架，包含AF层处理函数接口文件。
（8）Security：
安全层目录，包含安全层处理函数接口文件
（9）Services：
ZigBee和802.15.4设备地址处理函数目录，包括地址模式的定义及地址处理函数
（10）Tools：
工作配置目录，包括空间划分及Z-Stack相关配置信息
（11）ZDO：
指ZigBee设备对象，可认为是一种公共的功能集，文件用户用自定义的对象调用APS子层的服务和NWK层的服务
（12）ZMAC：
其中Zmac.c是Z-StackMAC导出层接口文件，zmac_cb.c是ZMAC需要调用的网络层函数
（13）Zmain:
Zmain.c主要包含了整个项目的入口函数main（）,在OnBoard.c包含硬件开始平台类外设进行控制的接口函数
（14）Output:
输出文件目录，这个是EW8051IDE自动生成的
9.Z-stack中实现自己的任务
在Zstack（TI的Zigbee协议栈）中,对于每个用户自己新建立的任务通常需要两个相关的处理函数,包括:
①用于初始化的函数
如:
SampleApp_Init（）,这个函数是在osalInitTasks（）这个osal（Zstack中自带的小操作系统）中去调用的,其目的就是把一些用户自己写的任务中的一些变量,网络模式,网络终端类型等进行初始化;
②用于引起该任务状态变化的事件发生后所需要执行的事件处理函数
SampleApp_ProcessEvent（）,这个函数是首先constpTaskEventHandlerFn
tasksArr[]中进行设置（绑定）,然后在osalInitTasks（）中如果发生事件进行调用绑定的事件处理函数。
1）用户自己设计的任务代码在Zstack中的调用过程
main（）执行（在Zmain目录中ZMain.c）-osal_init_system（）（在OSAL目录中的OSAL.c中）-调用osalInitTasks（）（在APP目录中的OSAL_SerialApp.c）-调用SerialApp_Init（）,（在APP目录中的SerialApp.c中）。
在osalInitTasks（）中实现了多个任务初始化的设置,其中macTaskInit（taskID++）到ZDApp_Init（taskID++）的几行代码表示对于几个系统运行初始化任务的调用,而用户自己实现的SampleApp_Init（）在最后,这里taskID随着任务的增加也随之递增.所以用户自己实现的任务的初始化操作应该在osalInitTasks（）中增加。
（在APP目录中的OSAL_SerialApp.c中增加）。
2）任务处理调用的重要数据结构
在Zstack里,对于同一个任务可能有多种事件发生,那么需要执行不同的事件处理,为了方便,对于每个任务的事件处理函数都统一在一个事件处理函数中实现,然后根据任务的ID号（task_id）和该任务的具体事件（events）调用某个任务的事件处理函数,进入了该任务的事件处理函数之后,再根据events再来判别是该任务的哪一种事件发生,进而执行相应的事件处理。
pTaskEventHandlerFn是一个指向函数（事件处理函数）的指针,这里实现的每一个数组元素各对应于一个任务的事件处理函数,比如SampleApp_ProcessEvent对于用户自行实现的事件处理函数uint16SampleApp_ProcessEvent（uint8task_id,uint16events）,所以这里如果我们实现了一个任务,还需要把实现的该任务的事件处理函数在这里添加。
注意,tasksEvents（在APP目录中的OSAL_SerialApp.c的osalInitTasks（void）函数中）和tasksArr[]（在APP中的OSAL_SerialApp.c中）里的顺序是一一对应的,tasksArr[]中的第i个事件处理函数对应于tasksEvents中的第i个任务的事件。
3）对于不同事件发生后的任务处理函数的调用
osal_start_system（）很重要，决定了当某个任务的事件发生后调用对应的事件处理函数（在Zmain目录中ZMain.c）。
10.Z-stack添加一个新的任务
在osalInitTasks（）和tasksArr[]添加相应的项就可以了。
osalInitTasks（）为初始化系统的任务，tasksArr[]为任务处理事件矩阵。
在osalInitTasks（）和tasksArr[]添加相应的项就可以。
1）修改osalInitTasks（）
voidosalInitTasks（void）
{
……
OuhsApp_Init（taskID++）;
PhotoApp_Init（taskID）;
}
2）修改tasksArr[]
constpTaskEventHandlerFntasksArr[]={
OuhsApp_ProcessEvent
PhotoApp_ProcessEvent
};
3）添加_Init（）和_ProcessEvent（）
voidPhotoApp_Init（uint8task_id）
PhotoApp_TaskID=task_id;
PhotoInit（）;
RegisterForPhoto（PhotoApp_TaskID）;
uint16PhotoApp_ProcessEvent（uint8task_iduint16events）
afIncomingMSGPacket_t*MSGpkt;
if（events&
SYS_EVENT_MSG）
MSGpkt=（afIncomingMSGPacket_t*）osal_msg_receive（PhotoApp_TaskID）;
while（MSGpkt）
switch（MSGpkt->
hdr.event）
{
casePHOTO_CHANGE:
HalLedblink（HAL_LED_1330300）;
//P0IE=1;
break;
}
//Releasethememory
osal_msg_deallocate（（uint8*）MSGpkt）;
//Next-ifoneisavailable
MSGpkt=（afIncomingMSGPacket_t*）osal_msg_receive（PhotoApp_TaskID）;
//returnunprocessedevents
return（events^SYS_EVENT_MSG）;
//Discardunknownevents
return0;
TI节点地址的获得：
NLME_GetShortAddr（）;
//调用NLME_GetShortAddr（）函数，获得16位短地址。
（void）NLME_GetExtAddr（）;
//LoadthesaveExtAddrpointer//获得64位的IEEE地址。
实例分析一：
SampleApplication工程：
远程按键无线控制灯
实例分析二：
按键处理
硬件层对按键的处理：
InitBoard-----（HalKeyConfig（
OnboardKeyIntEnable,OnBoard_KeyCallback）;
//按键配置，设置回调函数对按键进行处理---------HalDriverInit（）;
//初始化外设-------HalKeyInit（）----HalKeyConfig（）----/*Registerthecallbackfucntion/注册回调函数*/
pHalKeyProcessFunction=cback;
//设置回调函数----OnBoard_KeyCallback（）或如没有使用中断，osal_start_timerEx（Hal_TaskID,HAL_KEY_EVENT,HAL_KEY_POLLING_VALUE）;
/*Kickoffpolling------uint16Hal_ProcessEvent（uint8task_id,uint16events）对按键进行扫描---HalKeyPoll（）;
//检查按键-----OnBoard_KeyCallback（uint8keys,
uint8state）---->
OnBoard_SendKeys（keys,shift）--osal_msg_send（
registeredKeysTaskID,（uint8*）msgPtr）;
//发送消息KEY_CHANGE
应用层对按键的处理：
GenericApp_ProcessEvent（bytetask_id,UINT16events）-------在应用层是通过消息来处理按键的。
通过标识KEY_CHANGE来识别-----GenericApp_HandleKeys（（（keyChange_t*）MSGpkt）->
state,（（keyChange_t*）MSGpkt）->
keys）
实例分析三：
串口处理过程：
SerialAPP工程
Main（）--HalDriverInit（）----[HAL:
hal_drivers.c----HalDriverInit]--
HalUARTInit（）--[HAL:
Target:
hal_uart.c---HalUARTInit（）-]-HalUARTInitDMA（）
或HalUARTInitISR（）----[ZStack-cc2530-2.2.2-1.3.0\components\hal\target\
CC2530EB\_hal_uart_isr.c:
HalUARTInitISR（void）]或[ZStack-cc2530-2.2.2-1.3.0\
components\hal\target\CC2530EB\_hal_uart_dma.c：
HalUARTInitDMA（void）]
osal_init_system（）-osalInitTasks（）-SerialApp_Init（taskID）---[APP----
SerialApp.c:
SerialApp_Init（taskID）----------HalUARTOpen（）--------
HalUARTOpenISR（config）-----
初始化及配置完成之后剩下的就是如何使用:
SerialApp_ProcessEvent（uint8task_id,UINT16events）:
收：
caseAF_INCOMING_MSG_CMD:
SerialApp_ProcessMSGCmd（MSGpkt）;
break;
发：
if（events&
SERIALAPP_SEND_EVT）
{
SerialApp_Send（）;
return（events^SERIALAPP_SEND_EVT）;
}
SerialApp_Send（）;
//发送数据--
AF_DataRequest（&
SerialApp_TxAddr,
（endPointDesc_t*）&
SerialApp_epDesc,
SERIALAPP_CLUSTERID1,
SerialApp_TxLen+1,SerialApp_TxBuf,
&
SerialApp_MsgID,0,AF_DEFAULT_RADIUS））
实例分析四：
SimpleAPP测温分析
SimpleSensor：
采集温度值并发送：
Mian（）-初始化HAL,在HAL目录下的hal_board_cfg.h的HAL_BOARD_INIT（）
--InitializeboardI/O，在ZMain目录下的OnBoard.c里InitBoard（）--在HAL目录下的hal_drivers.c里HalDriverInit（）---在OSAL目录下的OSAL.C里
osal_init_system（）-------在APP目录下的sapi.c里osalInitTasks（）-----》在APP目录下的sapi.c里SAPI_Init（），同时设置了应用开始事件ZB_ENTRY_EVENT用osal_set_event（task_id,ZB_ENTRY_EVENT）实现-----》在APP目录下的sapi.c里SAPI_ProcessEvent（）事件处理-----》在APP目录下的SimpleSensor.c里zb_HandleOsalEvent（）读取温度值----》在APP目录下的sapi.c里通过zb_SendDataRequest（）调用AF_DataRequest（）把温度发出去------------------》
注：
zb_SendDataRequest（0xFFFE,SENSOR_REPORT_CMD_ID,2,pData,0,AF_ACK_REQUEST,0）；
参数pData就是采集到的温度值。
SimpleCollector：
温度值接收并上报：
Mian（）-osal_init_system（）-------在APP目录下的sapi.c里osalInitTasks（）-----》在APP目录下的sapi.c里SAPI_Init（）------》tasksArr[]-----》SAPI_ProcessEvent
------》caseAF_INCOMING_MSG_CMD:
SAPI_ReceiveDataIndication（）---------》
zb_ReceiveDataIndication（source,command,len,pData）该函数在APP目录的SimpleCollector.c里--------》if（command==SENSOR_REPORT_CMD_ID），执行DataChange（pData,buf）数据处理，该函数在DS18B20.C里--------》通过调用debug_str（）;
函数发送到串口。
实例分析五：
无线串口透明传输
typedefstruct
osal_event_hdr_thdr;
/*OSALMessageheader*/
uint16groupId;
/*Message'
sgroupID-0ifnotset*/
uint16clusterId;
sclusterID*/
afAddrType_tsrcAddr;
/*SourceAddress,ifendpointisSTUBAPS_INTER_PAN_EP,
it'
sanInterPANmessage*/
uint16macDestAddr;
/*MACheaderdestinationshortaddress*/
uint8endPoint;
/*destinationendpoint*/
uint8wasBroadcast;
/*TRUEifnetworkdestinationwasabroadcastaddress*/
uint8LinkQuality;
/*Thelinkqualityofthereceiveddataframe*/
uint8correlation;
/*Therawcorrelationvalueofthereceiveddataframe*/
int8rssi;
/*ThereceivedRFpowerinunitsdBm*/
uint8SecurityUse;
/*deprecated*/
uint32timestamp;
/*receipttimestampfromMAC*/
afMSGCommandFormat_tcmd;
/*ApplicationData*/
}afIncomingMSGPacket_t;
{uint8event;
uint8status;
}osal_event_hdr_
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