zigbee学习之路(十二):zigbee协议原理介绍

zigbee学习之路(十二):zigbee协议原理介绍一.前言从今天开始,我们要正式开始进行zigbee相关的通信实验了,我所使用的协议栈是ZStack是TIZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0版本,大家也可以从TI的官网上直接下载T

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 一.前言

       从今天开始,我们要正式开始进行zigbee相关的通信实验了,我所使用的协议栈是ZStack 是TI ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0版本,大家也可以从TI的官网上直接下载TI公司为cc2530写的协议栈代码,毕竟,我们作为初学者,应该先不要去深究协议栈是怎么用代码编写的,毕竟zigbee已经相当成熟了,我们应该先学会使用zigbee协议栈进行通信,并能应用于实际项目中,比如说智能家具,不知道大家是不是有同感,所以下面我就先给大家介绍一下zigbee通信的原理以及体系架构。

二.ZStack 体系架构

     ZStack 的体系结构由称为层的各模块组成。每一层为其上层提供特定的服务:即由数据服务实体提供数据传输服务;管理实体提供所有的其他管理服务。每个服务实体通过相应的服务接入点(SAP) 为其上层提供一个接口,每个服务接入点通过服务原语来完成所对应的功能。

    ZStack 根据IEEE 802.15.4 和ZigBee 标准分为物理层,介质接入控制层,网络层,应用层。物理层提供了基础的服务,数据传输和接收,网络层提供了各个节点连入的服务,是zigbee网络通信的关键,应用层是我们关注的重点,提供了应用的框架和ZDO。大家如果想了解体系结构的具体内容,可以自己去看说明文档,下面我给大家介绍一下zigbee工作原理。

 ZStack 采用操作系统的思想来构建,采用事件轮循机制,而且有一个专门的Timer2 来负责定时。从CC2530 工作开始,Timer2 周而复始地计时,有采集、发送、接收、
显示…等任务要执行时就执行。当各层初始化之后,系统进入低功耗模式,当事件发生时,唤醒系统,开始进入中断处理事件,结束后继续进入低功耗模式。如果同时有几个事件发生,判断优先级,逐次处理事件。这种软件构架可以极大地降级系统的功耗。

zigbee学习之路(十二):zigbee协议原理介绍

整个ZStack 的主要工作流程,如图所示,大致分为以下6 步:
(1) 关闭所有中断;
(2) 芯片外部(板载外设)初始化;
(3) 芯片内部初始化;
(4) 初始化操作系统;
(5) 打开所有中断;
(6) 执行操作系统。

这就是zigbee处理任务的大致过程。

三.代码分析

      协议栈的代码很多,而且很复杂,上图就明白了。。。

zigbee学习之路(十二):zigbee协议原理介绍

     这还只是一部分,所以我们先不用太过于专注于协议栈的编写,而是要学会如何用,我们主要学习和配置的就是图中SampleApp.c这个文件,它主要就是应用于应用的,我们面对不同的应用,只要修改它和底层的配置文件就行了。它里面有6个非常重要的函数,这6 个函数,有关于初始化用户功能
的;有关于所有事件的 处理的;有按键服务功能编写的;有接收数据的处理的;有数据发送函数的编写的。下面我们就对这6 个函数进行分析:

   void SampleApp_Init( uint8 task_id )

  这是一个用户用于初始化任务的函数,它是在系统初始化阶段被调用的,而且,在调用它的时候,它里面应该有相应任务的初始化(也就是说,用户有什么初始化,都是放在这个函数里),比如:硬件初始化、数据表初始化、电源初始化等等。

 uint16 SampleApp_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )

   这是一个事件处理函数(所有事件都是它管理),当有已登记的事件发生时,它就被主函数调用来对事件进行处理,这些事件包括:定时器、消息、以及用户定义的事件等
等。
这个函数的功能包括:按键处理,数据接收,数据发送。当然,用户可以自己添加其它事件,我们就在这个函数添加自己的串口事件。

   void SampleApp_HandleKeys( uint8 shift, uint8 keys )

    这个函数是给SampleApp_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )调用的:当按键按下后,就会执行SampleApp_ProcessEvent 函数里的case KEY_CHANGE ,这个case 的服务函数就是SampleApp_HandleKeys( uint8 shift, uint8 keys ),我们可以在这个函数里添加按键判断,判断哪个按键,然后执行相关任务。

   void SampleApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt )

    这个函数管理所有接收到的数据,至于数据来自哪个设备,它是根据簇ID 来分辨的。
函数里面就是一个switch 语句,关键是case 及其后面的服务函数。用户可以根据不同的功能,定义不同的簇ID(在SampleApp.h 里进行),然后在这个switch 语句里添加一个以簇ID 来命名的case,并在case 里面编写自己的应用程序。

   void SampleApp_SendPeriodicMessage( void )

   这个函数,是一个周期性数据发送函数,它是设备设置为周期性广播的时候调用的,它是我们设置发送数据的地方。

  void SampleApp_SendFlashMessage( uint16 flashTime )

  这个函数是void SampleApp_HandleKeys( uint8 shift, uint8 keys )函数的一个服务函数,我们也是极少用到这个函数的,故不作详解。

 

上述就是常用的6个函数,对于初学者,会使用zigbee协议进行应用就够了,先对驱动进行移植,在进行硬件进行初始化,在修改这6个函数,就可以对zigbee进行简单的应用了,今天就先写到这里了,协议栈代码太多了我就不贴出来了,需要的朋友联系我,大家相互学习,这只是我的一点体会。

 

 

   

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