从零开始学习Zigbee开发.doc

. . . .从零开始学习Zstack之1Zstack情况：本人采用的是TI的Zstack1.4.3协议，据说这个需要IAR7.30B及以上版本，而目前市面上又没有破解，所以用的人很少，这也是我的机会！呵呵！（傻笑有点多，关键是WORD里没有表情符号，不能正常表达我此时的心情！）正式开始：开始之前在说一句：从TI网站上下载的Zstack的方法就不介绍了。否则就是从-1开始了而不是从0开始了-我是这么觉得的！第一步：安装Zstack从 TI官方网站上下载的Zstack为：swrc072c.zip，我想这个压缩包大家都认识。解压之后为：ZStack- CC2430-1.4.3.exe文件。这个安装文件大家都会了。默认安装路径为：C:Texas InstrumentsZStack-1.4.3。安装之后在C:Texas InstrumentsZStack-1.4.3目录下有各PDF文档为：Getting Started Guide CC2430.pdf，不用多说，这个肯定是要看的。既然把它放到这么前面，说明它是入门中的入门文档。下面就简单介绍下这个文档：1、介绍了安装ZStack-CC2430-1.4.3.exe需要的硬件软件条件:需要电脑、操作系统为Windows 2000或 Windows XP。至于更高或更低版本的本人没有尝试。2、讲了安装流程。这个有点多余了，这年月哪个有电脑的没有安装上百上千次的软件啊？但是需要强调的是安装路径-默认就好！3、接下来就是让我们看的第一个文档为：Start-Programs-Texas Instruments-ZStack-1.4.3-Z-Stack Users Guide,既然让我看我就来看看这个文档！ 第二步：Z-Stack 用户指导这个文档的更新时间为：2007年12月21日-应该还是比较新的版本。由于本人英文的却有限，就不翻译了，浏览一遍，把大概意思说下就可以了：1、介绍1.1、适用范围本文档适用于CC2430ZigBee开发板-CC2430ZDK。2、产品包描述（TI提供的CC2430ZDK工具包）2.1、安装包内容这个就是上面提到的的ZStack-CC2430-1.4.3.exe安装之后的所有内容了。说白了就是包含Zstack开发所需要的所有软件和文档资料等。2.2、开发板介绍两块 SmartRF04EB 评估版，每个都可以用于CC2430EM评估模块。如图1-1所示：Figure 1: Chipcon SmartRF04EB Evaluation Board with CC2430EM5块CC2430DB 评估板，如图1-2所示：Figure 2: Chipcon CC2430DB Development Board10个SOC_BB 评估板，每个都可以用于CC2430EM或CC2431EM。如图1-3所示：Figure 3: Chipcon SOC_BB Battery Board2.3、电缆也就是包含开发包所需要的电缆，如RS232串口线，USB线等等附属配件。3、安装配置3.1、主机配置一台个人计算机-也就是电脑哈。我想玩嵌入式的应该都有，而现今不过时的配置就可以：下面是最低配置?.NET 1.1 架构?Windows XP Service Pack 1 (i如果是 Windows XP)?1个串口（也就是RS232接口）s?1 USB接口个人认为要求已经相当低了，如果你的电脑没有这配置，个人强烈建议马上扔掉！不过如今笔记本电脑很少有串口的，所以建议使用台式电脑，而且装机的时候一定要把串口引出，否则就比较麻烦了！3.2、目标板需求其实也是开发环境需求- IAR EW8051。目前需要的版本为7.30B及以上。4、产品安装过程4.1、安装Z-Stack这个也就是安装ZStack-CC2430-1.4.3.exe的过程。4.2、IAR安装一般来说安装选择默认路径，但是自定义路径也不会出问题的。注意IAR版本7.30B及以上版本才可以运行1.4.3协议。4.3、设备IEEE地址每个 CC2430DB, CC2430EM,和 CC2431EM都已经排列了一个唯一的64位物理地址（IEEE地址），这个地址已经写到了CC2430内部FLASH里面，在CC2430DB, CC2430EM,和 CC2431EM板的底部有这个地址标签。这个地址被写入到FLASH的0x1FFF8地址中，注意这个地址也可以更改的，通过些FLASH软件，一般0xFFFFFFFFFFFFFFFF地址被认为是无效地址。5、配置并试用Z-Stack5.1、配置Z-Stack这个详见5.3节。5.2、逻辑类型这里主要是介绍了ZIGBEE协议中的三种设备类型：?ZigBee 协调者(ZC)：这个设备被配置为初始化并建立一个PAN网络?ZigBee 路由器(ZR)：该设备被配置为加入一个存在的网络，可以加入一个协调求或路由器，然后允许其他设备加入它，在网络中路有数据信息。?ZigBee 终端节点 (ZED)：该设备被配置为加入一个存在的网络，可以加入一个协调求或路由器。5.3、建立样品应用设备：SampleApp基本上就是采用SampleApp应用中的Demo例子来演示整个流程，就是采用一个协调器和一个或多个路由器来形成一个ZigBee网络演示。在该例子中主要通过SmartRF04EB板上的某些跳线来完成设备类型的选型，当然这个方法在程序中是需要判断哪个按键被拉低或拉高，对于做个设计的来说应该是相当好理解的。申明：由于本人很穷，所以没钱买TI原装开发包，当然也就没有上面提到的硬件，本人采用的是某家公司（为了避免广告，这里就不说明了）的硬件系统。5.4、建立一个SampleLight协调器设备至于提到的硬件连接这里一律省略。无疑：首先要打开对应工程，如图1-4所示：图1-4在工作窗口中选择DemoEB，如图1-5所示：图1-5然后选择工程菜单（Project）下的全部编译（Rebuild All）选项，如图1-6所示：图1-6然后选择工程菜单（Project）下的调试（Debug）选项，如图1-7所示：图1-7下载完之后就可以退出调试状态，通过选中调试菜单下的停止调试选项，如图1-8所示：图1-8按照此种方法下载至少两个CC2430EM模块，就可以进行Demo演示了。6、 Z-Stack 示范略至于详细的示范流程，这里先不说了，因为本人采用的硬件与原装有点差异，即使按照这个方法下载仍然不能演示，因为我这个不能用跳线来选择设备类型。所以我必须进入程序把跳线判断程序进行简单必要的修改才能演示。该文档介绍的演示结果及现象都是基于CHIPCON原厂评估板。7. PanID 和通道（Channel）选择ZigBee 协议规范规定，一个14位的个域网标志符（PAN ID）来标识唯一的一个网络。Z-Stack可以用两种方式由用户自己选择其PAN ID，当ZDAPP_CONFIG_PAN_ID值设置不为0xFFFF时，那么设备建立或加入网络的PAN ID由ZDAPP_CONFIG_PAN_ID指定；如果设置ZDAPP_CONFIG_PAN_ID为0xFFFF；那么设备就将建立或加入它发现网络中的“最好”的网络。关于这里提到的“最好”的网络，我觉得可能是有些参数评估，只不过这里没有详细的介绍，在后续文档中应该有介绍的。在2.4G频段上，IEEE 802.15.4/ZIGBEE规范规定了16各频道。用户可以通过选择DEFAULT_CHANLIST不同的值可以选择不同的频道，其频道如图1-9所示。改协议默认频道为0xB及0x00000800。图1-9DEFAULT_CHANLIST 和 ZDAPP_CONFIG_PAN_ID都作为IAR IDE中的编译选项可以进行设置，在应用文件中的ProjectsToolsCC2430DB目录下的f8wConfig.cfg文件中有相应设置，如图1-10所示。图1-10该节到此结束，下节就进入SampleApp例程中进行学习！从零开始学习Zstack之2上节基本上初步认识了Zstack的一些情况，今天继续我的学习，打开Sample例子看看，究竟ZIGBEE是怎么回事。毫无疑问：如果是第一次打开这个例子工程，肯定很迷糊，因为此时我迷糊了。对图2-1我简直是相当迷糊。图2-1两条路：1就是先看主函数，2就是看看TI提供例子说明文档没有。我这里先看看主函数再说哈！因为我就知道从主函数看起.没办法大概每个文件夹找啊，主函数的特征还是比较明明显的，见图2-2所示：图2-2下面把主函数复制过来简单看下：ZSEG int main( void ) / Turn off interrupts-关闭中断 osal_int_disable( INTS_ALL ); / Initialize HAL-初始化HAL，关于HAL是什么我想后面会有介绍的。 HAL_BOARD_INIT(); / Make sure supply voltage is high enough to run-电压检测，最好是能保证芯片能正常工作的电压 zmain_vdd_check(); / Initialize stack memory-初始化stack存储区 zmain_ram_init(); / Initialize board I/O-初始化板载IO InitBoard( OB_COLD ); / Initialze HAL drivers-初始化HAL驱动 HalDriverInit(); / Initialize NV System-初始化NV系统，NV是什么后面我想也会有介绍的 osal_nv_init( NULL ); / Determine the extended address-确定扩展地址（64位IEEE/物理地址） zmain_ext_addr(); / Initialize basic NV items-初始化基本NV条目 zgInit(); / Initialize the MAC-初始化MAC ZMacInit();#ifndef NONWK / Since the AF isnt a task, call its initialization routine afInit();#endif / Initialize the operating system-初始化操作系统，看样子这里面还有OS，麻烦了.！ osal_init_system(); / Allow interrupts-允许中断 osal_int_enable( INTS_ALL ); / Final board initialization-最后的版在初始化 InitBoard( OB_READY ); / Display information about this device-显示设备信息 zmain_dev_info(); -液晶支持显示#ifdef LCD_SUPPORTED zmain_lcd_init();#endif osal_start_system(); / No Return from here-这里没有返回，大概是进入OS了。 / main()可以看到基本上都是初始化函数，因为函数名称都基本上带了init字样的，呵呵，个人觉得TI的变成习惯比我好，一看名称就知道大概功能了。所以这里也奉劝各位像我这样菜鸟级的初学者，一开始一定就要养成规范化编程的习惯，据说这样维护以及以后升级或者移植兼容性都比较好。我就先不管各个初始化函数是怎么实现的，我先看看各个功能是什么，现掌握整体功能在细化，我觉得这样的学习方法比较好，因为代码是在太多了，从一开始就逐句看，我敢保证没几个人有耐心看完看明白！幸好每个初始化函数都有一句说明，虽然是英文的，但是理解起来一点都不难的。关于每个函数的功能我就直接写在上面的程序里面，节省纸张哈！.一句话：主函数的功能就是初始化！主函数看完了又开始模糊了，又从何看起呢？在无从下手之际，只有去寻求TI说明文档的帮助了。上节不是漏掉了内容，是关于演示结果的，这里做上补充，怕因为缺调一点后面遇到什么不理解的就惨了！Sample例子演示演示现象：1、认识硬件-按键和LED上节提到了 EM和DB两个板子，其硬件是不一样的。按键EM就有5各SW1SW5，而DB只有1各方向键，但是他们有个对应关系，如图2-3所示.图2-3LED数量和颜色也不一样，EM有四个LED，如图2-4；而DB只有两个，如图2-5。如图2-4如图2-5关于上面几个图2-4/5中出现的LEDx实际上是程序中出现的关键字。2、初始化64位IEEE地址实际上在主函数中有这么个初始化函数的：zmain_ext_addr()。这里说如果地址复位为0xFFFFFFFFFFFFFFFF的话，那么就会不停的闪烁LED1，一直等到按键SW5按下后程序才能继续运行，意思就是说按下SW5后就把无效的地址初始化为有效地物理地址了，这个应该是程序上实现的，那么就来看看对应的程序zmain_ext_addr。static ZSEG void zmain_ext_addr( void ) uint8 i; uint8 led; uint8 tmp; uint8 *xad; uint16 AtoD; / Initialize extended address in NV初始化NV里的扩载地址 osal_nv_item_init( ZCD_NV_EXTADDR, Z_EXTADDR_LEN, NULL ); osal_nv_read( ZCD_NV_EXTADDR, 0, Z_EXTADDR_LEN, &aExtendedAddress ); / Check for uninitialized value (erased EEPROM = 0xFF)检查是否为无效值（地址） xad = (uint8*)&aExtendedAddress; for ( i = 0; i Z_EXTADDR_LEN; i+ ) if ( *xad+ != 0xFF ) return;-如果有一个字节不为0xFF，那么该地址有效返回#ifdef ZDO_COORDINATOR tmp = 0x10;#else tmp = 0x20;#endif / Initialize with a simple pattern-简单初始化扩展地址 xad = (uint8*)&aExtendedAddress; for ( i = 0; i hdr.event )这里是判断SYS_EVENT_MSG事件类型，不同的SYS_EVENT_MSG类型需要不同的处理。case KEY_CHANGE:SampleApp_HandleKeys( (keyChange_t *)MSGpkt)-state,(keyChange_t *)MSGpkt)-keys );break;比如这里判断是否是键盘事件，如果键盘事件就调用键盘处理函数。如果一个OSAL任务已经被登记组侧，那么任何键盘事件都将接受一个KEY_CHANGE事件信息。可能有如下几种方式得到键盘事件信息1）、HAL检测到键盘按下（中断或者查询检测）2）、HAL的OSAL任务检测到一个键盘状态改变调用回叫函数产生3）、OSAL键盘改变回叫函数发送一个OSAL系统事件信息（KEY_CHANGE）。case AF_DATA_CONFIRM_CMD:/ The status is of ZStatus_t type defined in ZComDef.h/ The message fields are defined in AF.hafDataConfirm = (afDataConfirm_t *)MSGpkt;sentEP = afDataConfirm-endpoint;sentStatus = afDataConfirm-hdr.status;sentTransID = afDataConfirm-transID;任何AF_DataRequest()数据请求函数调用后，都通过AF_DATA_CONFIRM_CMD系统事件信息回叫返回成功Zsuccess。case ZDO_STATE_CHANGE:SampleApp_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt-hdr.status);if ( (SampleApp_NwkState = DEV_ZB_COORD)|(SampleApp_NwkState = DEV_ROUTER)|(SampleApp_NwkState = DEV_END_DEVICE) )/ Update the LCDs network indicator/ Start sending the message in a regular interval.osal_start_timer( SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT );break;这里就是前面介绍的设备状态改变事件处理了。只要网络状态发生改变，那么通过ZDO_STATE_CHANGE事件通知所有的任务。注意：在这个例子中，一旦设备成功加入网络，是通过定时运行的方式运行的。一旦网络状态为加入”JOINED”,那么它可能不需要任何的认为操作就能绑定其他设备，因为设置为自动发现并绑定的。/ Release the memoryosal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt );释放存储空间。if ( events & SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT )/ Send the messageSampleApp_SendPeriodicMessage();/ Setup to send message againosal_start_timer( SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,SAMPLEAPP_SEND_MSG_TIMEOUT );/ return unprocessed eventsreturn (events SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT);这里检测事件是否为周期发送信息事件。在SampleApp.h中定义了：#define SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT 0x0001在这个应用中，调用了osal_start_timer()函数来定时产生发送周期信息事件。而定时器的运行是设备一旦加入网络就不停的在运行。从上面可以看到，用函数SampleApp_SendPeriodicMessage()发送周期信息，而用函数osal_start_timer( SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,SAMPLEAPP_SEND_MSG_TIMEOUT )来继续运行定时器定时发送这个周期信息。关于这个osal_start_timer可以多了解下，第一个参数 SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT四信息时间，也就是事件到了产生一个什么事件。第二各参数 SAMPLEAPP_SEND_MSG_TIMEOUT是需要定时的时间，这里就是发送周期信息的时间周期。1.3、消息流程通过OSAL定时器，这个应用定时发送一个周期信息：void SampleApp_SendPeriodicMessage( void )afAddrType_t dstAddr;dstAddr. addrMode = afAddrBroadcast;dstAddr.addr.shortAddr = 0xFFFF; / 广播发送dstAddr. endpoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;if ( AF_DataRequest( & dstAddr, &SampleApp_epDesc,SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID,(uint8)sampleAppPeriodicCounter+,(uint8 *)&sampleAppPeriodCounter,&SampleApp_TransID,AF_DISCV_ROUTE,AF_DEFAULT_RADIUS ) = afStatus_SUCCESS )/ Successfully requested to be sent.-发送成功处理else/ Error occurred in request to send.-发送失败处理在这里调用了AF_DataRequest()函数用来发送数据。关于发送数据的具体过程这里就不做深入研究，不外乎就是把数据从应用层传到网络层，在传到 MAC，在传到无力层，最后通过OTA发送出去。接收数据就是相反的过程了，那么接收之后，在应用层有什么反应呢，最直观的反应就是会发送一个 AF_INCOMING_MSG_CMD消息事件。case AF_INCOMING_MSG_CMD:SampleApp_MessageMSGCB( MSGpkt );break;这里表示收到某个信息，然后在里面调用了收到信息的信息处理函数SampleApp_MessageMSGCB( MSGpkt )。void SampleApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt )switch ( pkt-clusterId )case SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID:/ Display and increment a counter on the LCD in the periodic spacebreak;case SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID:flashTime = BUILD_UINT16(pkt-cmd.Data1, pkt-cmd.Data2 );HalLedBlink( HAL_LED_4, 4, 50, (flashTime / 4) );break;这里判断了两种信息：周期信息闪灯信息不同的信息就相当于收到了不同的命令，然后根据不同的命令做出了不同的处理。是个会写程序都明白！到这里，我就基本上把这个应用文档看完了，至于理解了多少我迷糊，理解正确了多少我更加迷糊，反正我按照我自己的方式理解了！从零开始学Z-Stack之5(2009-03-23 20:20:13)标签：it 分类：WSN学习前面虽然写了不少，但是回头看看大多都是废话，不过也没办法，没有废话的润色就太枯燥了，太技术化了，这个不是我的本意。不知道前面写的怎么样，技术含量肯定是不高的。这个本人是相当清楚，但是我最大的期望就是错误不要太多！突然想起来前面有个问题没有解决，我想很多人看到那里都很郁闷的。就是设备类型的选择，在TI原装系统上是通过板载跳线来选择的，但是我这里不是采用原装，那么就需要通过程序来修改其设备类型，然后编译下载。具体程序段如下：#if defined ( SOFT_START )if ( readCoordinatorJumper() ) zgDeviceLogicalType = ZG_DEVICETYPE_COORDINATOR;else zgDeviceLogicalType = ZG_DEVICETYPE_ROUTER;#endif / SOFT_START这里有个条件编译，其条件编译设置如图5-1。图5-1既然这里设置了SOFT_START，那么上段程序就要被编译。那么第一句程序if ( readCoordinatorJumper() )就是检测跳线，其实稍微知道编程的都了解怎么修改了，哈哈！屏蔽：if ( readCoordinatorJumper() ) zgDeviceLogicalType = ZG_DEVICETYPE