zigbee组网程序解读.docx

Zigbee组网过程解读第一个功能：协调器的组网，终端设备和路由设备发现网络以及加入网络/第一步：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int main( void ) ./ Initialize the operating systemosal_init_system(); /第二步，操作系统初始化.osal_start_system(); /初始化完系统任务事件后，正式开始执行操作系统 ./第二步，进入 osal_init_system()函数，执行操作系统初始化uint8 osal_init_system( void ) /初始化操作系统，其中最重要的是，初始化操作系统的任务/ Initialize the Memory Allocation System osal_mem_init();/ Initialize the message queue osal_qHead = NULL;/ Initialize the timers osalTimerInit();/ Initialize the Power Management System osal_pwrmgr_init();/ Initialize the system tasks.osalInitTasks(); /第三步，执行操作系统任务初始化函数/ Setup efficient search for the first free block of heap. osal_mem_kick(); return ( SUCCESS );/第三步，进入osalInitTasks()函数，执行操作系统任务初始化void osalInitTasks( void ) /第三步，初始化操作系统任务 uint8 taskID = 0; tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt); osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt);/任务优先级由高向低依次排列，高优先级对应 taskID 的值反而小 macTaskInit( taskID+ ); /不需要用户考虑 nwk_init( taskID+ ); /不需要用户考虑 Hal_Init( taskID+ ); /硬件抽象层初始化，需要我们考虑#if defined( MT_TASK ) MT_TaskInit( taskID+ );#endif APS_Init( taskID+ ); /不需要用户考虑#if defined ( ZIGBEE_FRAGMENTATION ) APSF_Init( taskID+ );#endifZDApp_Init( taskID+ ); /第四步，ZDApp层，初始化 ，执行ZDApp_init函数后，如果是协调器将建立网络，如果是终端设备将加入网络。#if defined ( ZIGBEE_FREQ_AGILITY ) | defined ( ZIGBEE_PANID_CONFLICT ) ZDNwkMgr_Init( taskID+ );#endif SerialApp_Init( taskID ); /应用层SerialApp层初始化，需要用户考虑 在此处设置了一个按键触发事件， /当有按键按下的时候，产生一个系统消息/第四步，进入ZDApp_init()函数，执行ZDApp层初始化/The first stepvoid ZDApp_Init( uint8 task_id ) /The first step,ZDApp层初始化。/ Save the task ID ZDAppTaskID = task_id;/ Initialize the ZDO global device short address storage ZDAppNwkAddr.addrMode = Addr16Bit; ZDAppNwkAddr.addr.shortAddr = INVALID_NODE_ADDR; (void)NLME_GetExtAddr(); / Load the saveExtAddr pointer./ Check for manual Hold Auto Start ZDAppCheckForHoldKey();/ Initialize ZDO items and setup the device - type of device to create. ZDO_Init();/ Register the endpoint description with the AF / This task doesnt have a Simple description, but we still need / to register the endpoint. afRegister( (endPointDesc_t *)&ZDApp_epDesc );#if defined( ZDO_USERDESC_RESPONSE ) ZDApp_InitUserDesc();#endif / ZDO_USERDESC_RESPONSE/ Start the device? if ( devState != DEV_HOLD ) /devState 初值为DEV_INIT ， 所以在初始化ZDA层时，就执行该条件语句 ZDOInitDevice( 0 ); /The second step, 接着转到ZDOInitDevice（）函数，执行The third step; else / Blink LED to indicate HOLD_START HalLedBlink ( HAL_LED_4, 0, 50, 500 ); ZDApp_RegisterCBs();/The third step,执行ZDOInitDevice()函数，执行设备初始化uint8 ZDOInitDevice( uint16 startDelay ) /The third step， ZDO层初始化设备， ./ Trigger the network startZDApp_NetworkInit( extendedDelay ); /网络初始化，跳到相应的函数里头，执行The fourth step ./The fouth step,执行 ZDApp_NetWorkInit()函数void ZDApp_NetworkInit( uint16 delay ) /The fourth step,网络初始化 if ( delay ) / Wait awhile before starting the device osal_start_timerEx( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT, delay ); /发送ZDO_NETWORK_INIT（网络初始化）消息到 ZDApp层，转到 /ZDApp层，执行The fifth step ， ZDApp_event_loop() 函数 else osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT ); /The fifth step,转到ZDApp_event_loop()函数UINT16 ZDApp_event_loop( uint8 task_id, UINT16 events )if ( events & ZDO_NETWORK_INIT ) /The fivth step，网络初始化事件处理 / Initialize apps and start the network devState = DEV_INIT;/设备逻辑类型，启动模式，信标时间，超帧长度，接着转到The sixth step，去启动设备，接着执行The sixth step,转到ZDO_StartDevice()ZDO_StartDevice( (uint8)ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType, devStartMode, DEFAULT_BEACON_ORDER, DEFAULT_SUPERFRAME_ORDER );/ Return unprocessed events return (events ZDO_NETWORK_INIT); /The sixth step,执行ZDO_StartDevice()函数，启动设备void ZDO_StartDevice( byte logicalType, devStartModes_t startMode, byte beaconOrder, byte superframeOrder ) /The sixth step.if ( ZG_BUILD_COORDINATOR_TYPE & logicalType = NODETYPE_COORDINATOR ) /当设备作为协调器时，执行这个条件语句。 if ( startMode = MODE_HARD ) devState = DEV_COORD_STARTING;/向网络层发送网络形成请求。当网络层执行 NLME_NetworkFormationRequest（）建立网络后，将给予 ZDO层反馈信息。 / 接着转到The seventh step,去执行ZDApp层的 ZDO_NetworkFormationConfirmCB（）函数 ret = NLME_NetworkFormationRequest( zgConfigPANID, zgApsUseExtendedPANID, zgDefaultChannelList, zgDefaultStartingScanDuration, beaconOrder, superframeOrder, false ); if ( ZG_BUILD_JOINING_TYPE & (logicalType = NODETYPE_ROUTER | logicalType = NODETYPE_DEVICE) ) /当为终端设备或路由时 if ( (startMode = MODE_JOIN) | (startMode = MODE_REJOIN) ) devState = DEV_NWK_DISC;/ zgDefaultChannelList与协调器形成网络的通道号匹配。 网络发现请求。 / 继而转到ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB（）函数 ret = NLME_NetworkDiscoveryRequest( zgDefaultChannelList, zgDefaultStartingScanDuration ); ./The seventh step，分两种情况，1.协调器 2.路由器或终端设备1）协调器void ZDO_NetworkFormationConfirmCB( ZStatus_t Status ) /The seventh step，给予ZDO层网络形成反馈信息（协调器）osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_START ); /发送网络启动事件 到 ZDApp层，接着转到ZDApp_event_loop（）函数.UINT16 ZDApp_event_loop( uint8 task_id, UINT16 events ).if ( events & ZDO_NETWORK_START ) / 网络启动事件 ZDApp_NetworkStartEvt(); /网络启动事件，接着跳转到The ninth step, 执行ZDApp_NetworkStartEvt()函数 . void ZDApp_NetworkStartEvt( void ) /处理网络启动事件.osal_pwrmgr_device( PWRMGR_ALWAYS_ON ); /电源总是上电osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_STATE_CHANGE_EVT ); /设置网络状态改变事件，发送到ZDApp层，转到The tenth step,去. / ZDApp_event_loop（）函数，找到相对应的网络改变事件。2)路由器或终端设备/The seventh step（终端设备）， 当发现有网络存在时，网络层将给予 ZDO 层发现网络反馈信息ZStatus_t ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB( uint8 ResultCount, networkDesc_t *NetworkList ) ./把网络发现这个反馈消息，发送到ZDA层，转到 ZDApp_ProcessOSALMsg（），执行 ZDApp_SendMsg( ZDAppTaskID, ZDO_NWK_DISC_CNF, sizeof(ZDO_NetworkDiscoveryCfm_t), (uint8 *)&msg );void ZDApp_ProcessOSALMsg( osal_event_hdr_t *msgPtr ) . case ZDO_NWK_DISC_CNF: / (终端设备），网络发现响应。 ./当发现有网络存在时，网络层将给予 ZDO 层发现网络反馈信息。然后由网络层发起加入网络请求， /如加入网络成功，则网络层将给予 ZDO 层加入网络反馈,执行NLME_JoinRequest()函数。然后转到 /The ninth step,执行 ZDO_JoinConfirmCB()函数 if ( NLME_JoinRequest( (ZDO_NetworkDiscoveryCfm_t *)msgPtr)-extendedPANID, BUILD_UINT16( (ZDO_NetworkDiscoveryCfm_t *)msgPtr)-panIdLSB, (ZDO_NetworkDiscoveryCfm_t *)msgPtr)-panIdMSB ), (ZDO_NetworkDiscoveryCfm_t *)msgPtr)-logicalChannel, ZDO_Config_Node_Descriptor.CapabilityFlags ) != ZSuccess ) ZDApp_NetworkInit( (uint16)(NWK_START_DELAY + (uint16)(osal_rand()& EXTENDED_JOINING_RANDOM_MASK) ); . void ZDO_JoinConfirmCB( uint16 PanId, ZStatus_t Status ) /The ninth step（终端设备）, 终端设备加入网络响应。./将ZDO_NWK_JOIN_IND事件发送到ZDA层，执行 ZDApp_ProcessOSALMsg（）函数。 ZDApp_SendMsg( ZDAppTaskID, ZDO_NWK_JOIN_IND, sizeof(osal_event_hdr_t), (byte*)NULL );void ZDApp_ProcessOSALMsg( osal_event_hdr_t *msgPtr ).case ZDO_NWK_JOIN_IND: /终端设备，加入网络反馈信息事件。 if ( ZG_BUILD_JOINING_TYPE & ZG_DEVICE_JOINING_TYPE ) ZDApp_ProcessNetworkJoin(); /转到ZDApp_ProcessNetworkJoin()，执行ZDApp_ProcessNetworkJoin()函数。 break;.在执行ZDApp_ProcessNetworkJoin()函数的时候，要分两种情况，一种是终端设备，一种是路由器：3)终端设备：void ZDApp_ProcessNetworkJoin( void ) /处理网络加入事件。.if ( nwkStatus = ZSuccess ) /设置 ZDO_STATE_CHANGE_EVT ，发送到ZDA层，执行 ZDApp_event_loop（）函数。 osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_STATE_CHANGE_EVT ); .4)路由器：void ZDApp_ProcessNetworkJoin( void ). if ( ZSTACK_ROUTER_BUILD ) / NOTE: first two parameters are not used, see NLMEDE.h for details if ( ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType != NODETYPE_DEVICE ) NLME_StartRouterRequest( 0, 0, false ); /路由启动请求 .void ZDO_StartRouterConfirmCB( ZStatus_t Status ) nwkStatus = (byte)Status;. osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_ROUTER_START );UINT16 ZDApp_event_loop( uint8 task_id, UINT16 events ) if ( events & ZDO_ROUTER_START ) if ( nwkStatus = ZSuccess ) if ( devState = DEV_END_DEVICE ) devState = DEV_ROUTER; /设备状态变成路由器 osal_pwrmgr_device( PWRMGR_ALWAYS_ON ); else / remain as end device! osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_STATE_CHANGE_EVT ); /设置ZDO状态改变事件 / Return unprocessed events return (events ZDO_ROUTER_START); /The eighth step,执行ZDO状态改变事件UINT16 ZDApp_event_loop( uint8 task_id, UINT16 events ).if ( events & ZDO_STATE_CHANGE_EVT ) /The eighth step， 网络改变事件，这个事件就是在设备加入网络成功后， /并在网络中的身份确定后产生的一个事件 ZDO_UpdateNwkStatus( devState ); /更新网络状态，转到The eleventh step,执行 ZDO_UpdateNwkStatus（）函数。. /The ninth step,执行ZDO_UpdateNwkStatus()函数，完成网络状态更新void ZDO_UpdateNwkStatus(devStates_t state) /The ninth step, 更新网络状态.zdoSendStateChangeMsg(state, *(pItem-epDesc-task_id); /发送状态改变消息到zdo层，这是The tenth step,转到 /zdoSendStateChangeMsg（）函数. ZDAppNwkAddr.addr.shortAddr = NLME_GetShortAddr(); /调用NLME_GetShortAddr()函数，获得16位短地址。 (void)NLME_GetExtAddr(); / Load the saveExtAddr pointer. /获得64位的IEEE地址。/The tenth step,执行zdoSendStateChangeMsg（）函数static void zdoSendStateChangeMsg(uint8 state, uint8 taskId) /The tenth step, osal_event_hdr_t *pMsg = (osal_event_hdr_t *)osal_msg_find(taskId, ZDO_STATE_CHANGE); if (NULL = pMsg) if (NULL = (pMsg = (osal_event_hdr_t *)osal_msg_allocate(sizeof(osal_event_hdr_t) / Upon failure to notify any EndPoint of the state change, re-set the ZDO event to / try again later when more Heap may be available. osal_set_event(ZDAppTaskID, ZDO_STATE_CHANGE_EVT); /如果ZDO状态没有任何改变，再一次，跳到 /ZDO_STATE_CHANGE_EVT事件处理函数。 else pMsg-event = ZDO_STATE_CHANGE; /如果ZDO状态改变了 了，把ZDO_STATE_CHANGE这个消息保存到pMsg pMsg-status = state; (void)osal_msg_send(taskId, (uint8 *)pMsg); /转到MT_TASK.C，去执行The eleven step, MT_ProcessIncomingCommand()函数 ./The eleventh step,去执行MT_ProcessIncomingCommand()函数void MT_ProcessIncomingCommand( mtOSALSerialData_t *msg ).case ZDO_STATE_CHANGE: /The thirteenth step, 接着跳到MT_ZdoStateChangeCB（）函数。 /自此，协调器组网形成（终端设备成功加入网络）MT_ZdoStateChangeCB(osal_event_hdr_t *)msg); break;./第五步，/初始化玩系统任务事件后，正是开始执行操作系统，此时操作系统不断的检测有没有任务事件发生，一旦检测到有事件发生，就转 /到相应的处理函数，进行处理。void osal_start_system( void ) /第五步，正式执行操作系统#if !defined ( ZBIT ) & !defined ( UBIT ) for(;) / Forever Loop /死循环#endif uint8 idx = 0; osalTimeUpdate(); Hal_ProcessPoll(); / This replaces MT_SerialPoll() and osal_check_timer(). do if (tasksEventsidx) / Task is highest priority that is ready. break; / 得到待处理的最高优先级任务索引号idx while (+idx tasksCnt); if (idx state, (keyChange_t *)MSGpkt)-keys ); /接着跳到相应的按键处理函数去执行 break;. ZDO终端设备绑定请求:设备能告诉协调器他们想建立绑定表格报告。该协调器将使协调并在这两个设备上创建绑定表格条目。在这里是以SerialApp例子为例。void SerialApp_HandleKeys( uint8 shift, uint8 keys ). if ( keys & HAL_KEY_SW_2 ) / Joystick right HalLedSet ( HAL_LED_4, HAL_LED_MODE_OFF );/终端设备绑定请求 / Initiate an End Device Bind Request for the mandatory endpoint dstAddr.addrMode = Addr16Bit; dstAddr.addr.shortAddr = 0x0000; / Coordinator 地址ZDP_EndDeviceBindReq( &dstAddr, NLME_GetShortAddr(), /终端设备绑定请求 SerialApp_epDesc.endPoint, SERIALAPP_PROFID, SERIALAPP_MAX_CLUSTERS, (cId_t *)SerialApp_ClusterList, SERIALAPP_MAX_CLUSTERS, (cId_t *)SerialApp_ClusterList, FALSE ); . if ( keys & HAL_KEY_SW_4 ) HalLedSet ( HAL_LED_4, HAL_LED_MODE_OFF ); / Initiate a Match Description Request (Service Discovery) dstAddr.addrMode = AddrBroadcast; /广播地址 dstAddr.addr.shortAddr = NWK_BROADCAST_SHORTADDR;ZDP_MatchDescReq( &dstAddr, NWK_BROADCAST_SHORTADDR, /描述符匹配请求 这也是两不同匹配方式，使用的按键不同 SERIALAPP_PROFID, SERIALAPP_MAX_CLUSTERS, (cId_t *)SerialApp_ClusterList, SERIALAPP_MAX_CLUSTERS, (cId_t *)SerialApp_ClusterList, FALSE ); 说明：从上面可以看到，SW2是发送终端设备绑定请求方式，SW4是发送描述符匹配请求方式。如果按下SW2的话，使用终端设备绑定请求方式，这里是要通过终端告诉协调器他们想要建立绑定表格，协调器将协调这两个请求的设备，在两个设备上建立绑定表格条目。(1)终端设备向协调器发送终端设备绑定请求 调用ZDP_EndDeviceBindReq()函数发送绑定请求。ZDP_EndDeviceBindReq( &dstAddr, /目的地址设为0x0000； NLME_GetShortAddr(), SerialApp_epDesc.endPoint, /EP号 SERIALAPP_PROFID,/Profile ID SERIALAPP_MAX_CLUSTERS, /输入簇的数目 (cId_t *)SerialApp_ClusterList, /输入簇列表 SERIALAPP_MAX_CLUSTERS, /输出簇数目 (cId_t *)SerialApp_ClusterList,/输出簇列表 FALSE );该函数实际调用无线发送函数将绑定请求发送给协调器节点：默认clusterID为End_Device_Bind_req，最后通过AF_DataRequest()发送出去.fillAndSend( &ZDP_TransID, dstAddr, End_Device_Bind_req, len );最后通过AF_DataRequest()发送出去，这里的&afAddr，是目的地址; &ZDApp_epDesc ,是端口号； clusterID,是簇号； len+1，是数据的长度；/ZDP_TmpBuf-1，是数据的内容； transSeq,是数据的顺序号； ZDP_TxOptions,是发射的一个选项 ； AF_DEFAULT_RADIUS，是一个默认的半径（跳数）。AF_DataRequest( &afAddr, &ZDApp_epDesc, clusterID, (uint16)(len+1), (uint8*)(ZDP_TmpBuf-1), transSeq, ZDP_TxOptions, AF_DEFAULT_RADIUS );(2) 协调器收到终端设备绑定请求End_Device_Bind_req这个信息会传送到ZDO层，在ZDO层的事件处理函数中，调用ZDApp_ProcessOSALMsg( (osal_event_hdr_t *)msg_ptr );UINT16 ZDApp_event_loop( byte task_id, UINT16 events ) uint8 *msg_ptr; if ( events & SYS_EVENT_MSG ) while ( (msg_ptr = osal_msg_receive( ZDAppTaskID ) ) ZDApp_ProcessOSALMsg( (osal_event_hdr_t *)msg_ptr ); / Release the memory osal_msg_deallocate( msg_ptr ); / Return unprocessed eventsreturn (events SYS_EVENT_MSG); void ZDApp_ProcessOSALMsg( osal_event_hdr_t *msgPtr ) / Data Confirmation message fields byte sentEP; / This should always be 0 byte sentStatus; afDataConfirm_t *afDataConfirm; switch ( msgPtr-event ) / Incoming ZDO Message case AF_INCOMING_MSG_CMD:ZDP_IncomingData( (afIncomingMSGPacket_t *)msgPtr ); break;在ZDP_IncomingData( (afIncomingMSGPacket_t *)msgPtr );函数中void ZDP_IncomingData( afIncomingMSGPacket_t *pData ) uint8 x = 0; uint8 handled; zdoIncomingMsg_t inMsg;/解析clusterID这个消息 inMsg.srcAddr.addrMode = Addr16Bit; inMsg.srcAddr.addr.shortAddr = pData-srcAddr.addr.shortAddr; inMsg.wasBroadcast = pData-wasBroadcast;inMsg.clusterID = pData-clusterId; /这个clusterID，在这里指的是，终端设备发送过来的End_Device_Bind_req这个消息 inMsg.SecurityUse = pData-SecurityUse; inMsg.asduLen = pData-cmd.DataLength-1; inMsg.asdu = pData-cmd.Data+1; inMsg.TransSeq = pData-cmd.Data0; handled = ZDO_SendMsgCBs( &inMsg );#if defined( MT_ZDO_FUNC ) MT_ZdoRsp( &inMsg );#endif while ( zdpMsgProcsx.clu