Zigbee协议栈工作流程
zigbee协议栈

IEEE802.15.4
IEEE 802.15.4网络共定义了四种类型的帧:信标帧,数据 帧,确认帧和MAC命令帧
1)信标帧 信标帧的负载数据单元由四部分组成:超帧描述字段、GTS分配字段、 待转发数据目标地址字段和信标帧负载数据 2)数据帧 数据帧用来传输上层发到MAC子层的数据,它的负载字段包含了上层 需要传送的数据 3)确认帧 如果设备收到请求位被置1,设备需要回应一个确认帧,确认帧的序列 号应该与被确认帧的序列号相同,并且负载长度应该为零 4)命令帧 MAC命令帧用于组建PAN网络,传输同步数据等,主要完成三方面的 功能:把设备关联到PAN网络,与协调器交换数据,分配GTS
NetBEUI:是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议,不 需要进行设置,适合于在“网络邻居”传送数据
IPX/SPX协议:联机的游戏都支持IPX/SPX协议,这些游戏 通过IPX/SPX协议更省事,因为根本不需要任何设置(比 TCP/IP省事)
网络协议
网络协议的层次结构如下:{此为ISO(国际标准化组织)制 定的OSI网络协议七层模型}
通过osalInitTasks( )函数创建OSAL任 务,其中TaskID为每个任务的唯一标 识号
任何OSAL任务必须分为两步:
一是进行任务初始化 二是处理任务事件
zigbee
一、任务初始化主要步骤如下:
(1)初始化应用服务变量。 const pTaskEventHandlerFn tasksArr[ ]数组定义系统提供的应用服务和用户 服务变量
物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层
表示层 应用层
物理连接,电缆,网卡,串口并口
以帧为单位传输数据,主要任务是建立数据封装及链接 网络网络之间的通信问题,提供路由,即最佳路径 解决传输数据质量问题,提供可靠的端到端的数据传输 会话连接到传输连接的映射,数据传送,会画连接的恢复和释放,会 画管理,令牌管理和活动管理 数据语法转换,语法表示,数据压缩和数据加密
zigbee协议栈流程

上节刚刚讲了主函数,在那已经提到了osal_init_system和osal_start_system函数。
而协议栈是通过操作系统来维持运行的,所以就从这开始。
先说明:默认地,ZDApp_Init()[ZDApp.c]开始了设备在ZB网络中的启动,但是应用程序可以覆盖这个默认的行为。
应用程序要想掌控设备网络的开启,它必须将HOLD_AUTO_START包括为一个编译选项,并且推荐NV_RESTORE也为编译选项(用来在NV中保存ZB网络状态)本文的一些说法可能不严谨,敬请大家注意!1、采集节点启动并建立网络本文是针对ZStack-1.4.3-1.2.1\Projects\zstack\Samples\下的SimpleApp例程。
这个例子就是应用程序掌控设备网络的开启。
在主函数初始化OSAL调用osal_init_system函数的以后,函数见下:void osalInitTasks( void ){uint8 taskID = 0;tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt);osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt));macTaskInit( taskID++ );nwk_init( taskID++ );Hal_Init( taskID++ );#if defined( MT_TASK )MT_TaskInit( taskID++ );#endifAPS_Init( taskID++ );ZDApp_Init( taskID++ );SAPI_Init( taskID );}这个函数是给每一层分配任务ID,优先级越高的ID越低,在此假设系统已经做好了所有的准备,并且想用应用程序掌控网络的建立,现在即将建立网络。
那我们就可以直接跳到SAPI_Init( taskID );这个函数。
第六章 zigbee协议栈详解

ZigBee回顾
ZigBee协议栈建立在IEEE802.15.4的PHY层和MAC子层规范之 上。
它实现了网络层(networklayer,NWK)和应用层( applicationlayer,APL)。
在应用层内提供了应用支持子层(applicationsupportsub-layer, APS)和 ZigBee 设备对象(ZigBee Device Object,ZDO)。
学时:4
ZigBee协议栈详解
目标: 本章在向学员介绍物联网体系中传输层所使用 的相关技术,通过本课的学习,学员应该掌握 如下知识: IP协议栈的应用 WLAN无线网络应用
大纲
协议栈内部结构 IEEE802.15.4 标准和 ZigBee 协议 协议栈软件总体设计 网络层(NWK)设计 应用层 MAC 层设计 物理层(PHY)设计
ZigBee协议栈的实时性要求并不高,因此在设计任务调度程序时 ,OSAL只采用了轮询任务调度队列的方法来进行任务调度管理。
这个轮询就存在于osal_start_system( )函数中 重视优先级的调度方式
do { if (tasksEvents[idx]) // Task is highest priority that is ready. { break; }
目前 TinyOS 系统支持的平台只有 ATMEL 公司的 AVR 系列、TI 公司的 MSP430系列。由于TinyOS操作系统还没有对Chipcon公司提供CC2430开发平 台提供支持,因此,要在 CC2530 开发平台上使用 TinyOS 系统来开发 ZigBee 协议栈软件,就必须首先对 TinyOS 进行移植。
协议栈主要流程
见Zmain.c中的main函数
zigbee协议栈flash操作

z-stack的flash驱动。
在分析flash驱动之前,需要熟读cc2530的datasheet关于flash controller那一章节!我们先从hal_flash.c文件中的HalFlashRead函数开始:void HalFlashRead(uint8 pg, uint16 offset, uint8 *buf, uint16 cnt) {// Calculate the offset into the containing flash bank as it gets mapped into XDATA.uint8 *ptr = (uint8 *)(offset + HAL_FLASH_PAGE_MAP) +((pg % HAL_FLASH_PAGE_PER_BANK) *HAL_FLASH_PAGE_SIZE);uint8 memctr = MEMCTR; // Save to restore.#if !defined HAL_OAD_BOOT_CODEhalIntState_t is;#endifpg /= HAL_FLASH_PAGE_PER_BANK; // Calculate the flash bank from the flash page.#if !defined HAL_OAD_BOOT_CODEHAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(is);#endif// Calculate and map the containing flash bank into XDATA. MEMCTR = (MEMCTR & 0xF8) | pg;while (cnt--){*buf++ = *ptr++;}MEMCTR = memctr;#if !defined HAL_OAD_BOOT_CODEHAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(is);#endif}在讲解这个函数之前,先说一下z-stack中对flash的布局。
2、自己理解zigbee有关的数据的发送和接收

哎呀研究这个数据的发送和收发研究了2天了。
今天终于把困扰我很久的一个问题给解决了。
问题:终端节点启动会为什么会自动的发送数据呢?解决过程:这个过程可是异常的艰辛。
要解决这个问题。
咱们先聊聊这个整个zigbee协议栈的工作流程。
程序肯定都是从main函数开始的,这个肯定也不例外。
大家查看一下main函数主要就是关闭中断,检查电源电压是否够高,还有就是初始化了,什么物理层,mac层等等。
而我们在这里关注2个函数就好了。
第一个是:osal_init_system();第二个:osal_start_system();第一个osal_init_system()函数就是初始化与系统运行相关的一些东西如:初始化内存分配系统,初始化消息队列,初始化定时器,初始化电源管理系统,初始化第一块堆,最后一个就是我们要讲的一个非常重要的函数:osalInitTasks();初始化任务函数void osalInitTasks( void )//系统任务初始化函数{uint8 taskID = 0;//这个指针指向了所有任务空间的首地址tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt);//这个tasksEvents指针总共有多少个数据空间,其实总共有多少任务就有多少个空间。
osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt));macTaskInit( taskID++ ); //mac层的任务是0nwk_init( taskID++ ); //网络层的任务是1Hal_Init( taskID++ ); //物理层的任务号是2#if defined( MT_TASK )MT_TaskInit( taskID++ );//串口的任务#endifAPS_Init( taskID++ );#if defined ( ZIGBEE_FRAGMENTATION )APSF_Init( taskID++ );#endifZDApp_Init( taskID++ );#if defined ( ZIGBEE_FREQ_AGILITY ) || defined ( ZIGBEE_PANID_CONFLICT )ZDNwkMgr_Init( taskID++ );#endifGenericApp_Init( taskID );//应用程序的初始化。
zigbee协议栈的使用流程

Zigbee协议栈的使用流程1. 什么是Zigbee协议栈Zigbee协议栈是一种基于IEEE 802.15.4标准的低功耗、自组织的无线通信协议。
它被广泛应用于物联网设备、智能家居、工业自动化等领域。
Zigbee协议栈提供了一套完整的网络协议和通信机制,方便开发者在无线传感器网络中进行通信和数据交换。
2. Zigbee协议栈的使用流程Zigbee协议栈的使用流程可以分为以下几个步骤:步骤一:选择Zigbee协议栈在开始使用Zigbee协议栈之前,首先需要选择合适的Zigbee协议栈。
目前市面上有许多不同的Zigbee协议栈提供商,可以根据自己的需求选择适合的协议栈。
步骤二:准备开发环境在开始使用Zigbee协议栈之前,需要准备好相应的开发环境。
这包括硬件设备、开发工具以及相应的驱动程序。
一般来说,开发者需要购买Zigbee芯片和开发板,并安装相应的开发工具和驱动程序。
步骤三:编写应用程序一旦准备好开发环境,就可以开始编写Zigbee应用程序了。
首先,需要了解Zigbee协议栈的API和接口,理解Zigbee网络的特点和通信机制。
然后,根据具体需求,设计和实现相应的功能模块,例如网络配置、数据传输和安全性等。
步骤四:测试和调试编写完应用程序后,需要进行测试和调试,以确保程序的正确性和稳定性。
可以通过模拟器或者实际的Zigbee设备进行测试。
测试过程中需要注意检查网络连接、数据传输和异常情况处理等方面的功能。
步骤五:部署和运行在完成测试和调试后,就可以将应用程序部署到真实的Zigbee设备上了。
根据具体的部署场景,可能需要进行设备安装、网络配置和数据监控等工作。
一旦部署完成,就可以正式运行Zigbee协议栈,并进行数据交换和通信了。
3. 使用Zigbee协议栈的注意事项在使用Zigbee协议栈的过程中,需要注意以下几个方面:•理解Zigbee网络的拓扑结构和层次关系,合理设计网络拓扑和路由规划。
•注意设备之间的信号强度和信号干扰的问题,确保通信质量和稳定性。
zigbee无线通信协议程序流程

zigbee无线通信协议程序流程English Answer:1. Device Discovery:Scanning for nearby devices using the Zigbee Discovery Protocol.Identifying compatible devices and establishing communication channels.2. Network Formation:Forming a network with a coordinator, routers, and end devices.Establishing a mesh topology for robust connectivity.3. Data Transmission:Transmitting data packets from end devices to the coordinator or other devices on the network.Using the Zigbee Stack Profile (ZSP) for reliable and efficient data delivery.4. Network Management:Managing the network by adding or removing devices.Optimizing network performance through routing and topology adjustments.5. Security:Applying encryption and authentication mechanisms to protect data and prevent unauthorized access.Using the Zigbee Security Suite (ZSS) for robust security measures.6. Application Layer:Building applications that utilize the Zigbee protocol for communication and control.Developing smart home, industrial automation, and other applications that leverage the flexibility and reliability of Zigbee.中文回答:1. 设备发现:使用 Zigbee 发现协议扫描附近设备。
zibgee协议工作过程

2.建立自己的项目2.1功能分析项目的功能一共有按键检测、发送数据、接收数据、小灯控制四种,在协议栈中已经将CC2430的底层驱动全部固化在协议栈中,我们直接调用就可以了。
2.2 添加一个任务整个协议栈是以一个OS贯穿的,我们要加入自己的应用,就要添加一个任务,(具体关于操作系统的介绍,请参考OSAL API_F8W-2003-0002_.pdf文档),在任务中执行,与协议栈实现无缝连接。
在协议栈中的OSAL.c文件中,byte osal_init_system( void )函数的功能是初始化OS、添加任务到OS任务表中。
在这个函数中通过调用osalAddTasks()函数来定制项目所需要应用的任务,该函数属于应用层和OS之间的接口函数,一般项目的建立需要根据系统的需要自己编写改函数,并将函数放到应用层。
osalAddTasks()函数是通过osalTaskAdd()函数完成任务添加。
首先,将支持协议栈功能需要的任务加载到该函数中,void osalAddTasks( void ){osalTaskAdd (Hal_Init, Hal_ProcessEvent, OSAL_TASK_PRIORITY_LOW);#if defined( ZMAC_F8W )osalTaskAdd( macTaskInit, macEventLoop,OSAL_TASK_PRIORITY_HIGH );#endif#if defined( MT_TASK )osalTaskAdd( MT_TaskInit, MT_ProcessEvent,OSAL_TASK_PRIORITY_LOW );#endifosalTaskAdd( nwk_init, nwk_event_loop, OSAL_TASK_PRIORITY_MED );osalTaskAdd( APS_Init, APS_event_loop,OSAL_TASK_PRIORITY_LOW );osalTaskAdd( ZDApp_Init, ZDApp_event_loop,OSAL_TASK_PRIORITY_LOW );}这些任务是协议栈运行的先决条件,为了更好的使用协议栈,建议将这些任务都添加到任务列表中。
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/* Initialize Key stuff */ OnboardKeyIntEnable = HAL_KEY_INTERRUPT_DISABLE; HalKeyConfig( OnboardKeyIntEnable, OnBoard_KeyCallback); } } 看一下红色部分函数,找到原型函数(右键,Go to Definiton of …..) void HalKeyConfig (bool interruptEnable, halKeyCBack_t cback) 注 册 了 OnBoard_KeyCallback 作 为 回 调 函 数 , 也 就 是 按 键 处 理 函 数 , OnBoard_KeyCallback 这个函数位于 OnBoard.c 文件里, 再看一下这个函数: 找到这个语句: if ( OnBoard_SendKeys( keys, shift ) != ZSuccess ) 可见,当按键按下以后,会调用 OnBoard_SendKey 函数,生成了任务号
每次任务处理,都有一个时隙,如果处理不完,则保留该任务,到下一个周期再进行处 理。您可以通过设置断点来观察程序的运行情况,单步跟踪是没有用的,因为,整个协议栈 是消息处理机制,采用定时器控制的,单步运行无法控制定时器。下面以按键处理说明消息 处理机制,其它都是一样的,另外,不要深究无线数据是如何接收和发送的,协议栈有好多 分层,底层是 802.15.4,深究下去没必要,你只管 API 函数就行了。
if (events & HAL_KEY_EVENT) {
#if (defined HAL_KEY) && (HAL_KEY == TRUE) /* Check for keys */
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HalKeyPoll();
/* if interrupt disabled, do next polling */ if (!Hal_KeyIntEnable) {
中记录的需要运行的任务,在本次循环中才会被调用到,这就是事件处理函数,整个协议的 核心部分。tasksArr 定义如下:
const pTaskEventHandlerFn tasksArr[] = {
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macEventLoop, nwk_event_loop, Hal_ProcessEvent, #if defined( MT_TASK ) MT_ProcessEvent, #endif APS_event_loop, ZDApp_event_loop,
SAPI_ProcessEvent }; 这个函数列表在 osalInitTask 里严格按顺序初始化,否则就乱套了 这里我们只关心按键任务处理函数 Hal_ProcessEvent 找到这个函数:在文件 hal_drivers.c uint16 Hal_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events ) { ……………
(2)Hal_ProcessPoll(); 主要用于轮询串口
(3)events = tasksEvents[idx]; //从任务列表里获得要处理的事件,这个数组存放的是从序号 为 0 到 tasksCn,t 每个任务在本次循环中是否要被运行,需要运行的任务其值非 0,否则为 0。
(4)events = (tasksArr[idx])( idx, events ); tasksArr[idx] 是一个函数数组,存放了对应每个任务的入口地址,只有在 tasksEvents
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Zigbee 协议栈工作流程
1、消息处理流程
首先,简介一下消息处理机制,一般都利用回调函数实现的,当某一个事件发生,比如 按键,它就会调用 按键的回调函数(或者叫响应函数),通过回调函数生成一个任务,并通 过任务发送 osal_msg_send 函数,发送消息处理循环,并注册事件,等待处理。应用层的事 件处理函数检测到事件后,调用相应的处理函数。
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{ // Interrupts off osal_int_disable( INTS_ALL ); // Turn all LEDs off HalLedSet( HAL_LED_ALL, HAL_LED_MODE_OFF ); // Check for Brown-Out reset ChkReset();
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(4)events = (tasksArr[idx])( idx, events );
(5)tasksEvents[idx] |= events; // 任务没有处理完
(1)osalTimeUpdate(); 这个函数用于更新时隙,看一下原代码,可知,嘀嗒周期为 320us
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附:zigbee 试验内容
7希望微控工作室 Nhomakorabea8
由此可见,按键消息被添加进任务列表,等待任务处理
下面回到 void osal_start_system( void ) 函数里,主程序初始化完成后,就是开始了系 统运行,因此,介绍一下这里的函数。去掉一些辅助的代码,就剩下:
(1)osalTimeUpdate(); (2)Hal_ProcessPoll(); (3)events = tasksEvents[idx];
osal_start_timerEx( Hal_TaskID, HAL_KEY_EVENT, 100); } #endif // HAL_KEY
return events ^ HAL_KEY_EVENT; } …………………
} HalKeyPoll();这函数使用查询功能实现检测按键,并获得了键值,然后调用按键的回调函数 OnBoard_KeyCallback,将按键事件发送出去,送到应用层去处理。
2、按键消息处理
注册回调函数。回调函数就是中断服务程序,每次中断发生之后,系统调用该函数,因 此,该函数在程序初始化的时候,就已经完成了注册。
主函数 ZMain.c 里的 InitBoard( OB_COLD ); void InitBoard( uint8 level ) {
if ( level == OB_COLD )
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这个函数里,找到 osal_msg_send( registeredKeysTaskID, (uint8 *)msgPtr ); 这个函数将按键发送到消息处理循环。 再看这个函数里的 //消息队列管理 osal_msg_enqueue( &osal_qHead, msg_ptr ); //设置按键事件 osal_set_event( destination_task, SYS_EVENT_MSG ); 在设置按键这个函数里,我们看到: tasksEvents[task_id] |= event_flag;