项目四--无线传感器协议栈数据通信

项目4 zigbee无线传感器网络堆栈数据通信，知识目标：1。掌握ZigBee无线传感器网络信道、网络号、设备类型、地址分配等知识。2.了解zigbee无线传感器网络数据包的结构和传输过程。3.掌握zigbee无线传感器网络收发数据的实现方法。项目4 zigbee无线传感器数据通信，技能目标：1。掌握ZigBee无线传感器网络的组成和组网方法。项目4 ZigBee无线传感器网络数据通信，组网：调用Z-Stack协议栈提供的组网功能和网络加入功能，实现网络建立和节点加入。(2)传输：当需要传输数据时，调用协议栈提供的无线数据传输功能实现数据传输。(3)接收：当数据包到达时，通过调用协议栈提供的无线数据接收功能接收数据。4.1zigbee无线数据传输，4.1.1开发基础1。ZigBee无线传感器网络有三种逻辑设备类型：协调器、路由器和终端设备。4.1Zigbee无线数据传输，4.1.1开发基础1。设备类型协调器是启动zigbee网络的第一个设备，或者称为ZigBee网络启动或网络建立的设备。协调器节点选择信道和网络标识符，然后开始建立网络。协调器设备还可以在网络中具有其他功能，例如建立安全机制、在网络中建立绑定等。4.1ZigBee无线数据传输，4.1.1开发基础1。设备类型2。路由节点允许节点加入网络；负责数据转发功能；一个路由节点可以与多个路由节点或终端节点通信。紫蜂星形网络不支持紫蜂路由。一般来说，路由器需要一直运行，并且功耗很高，因此它们需要稳定和连续的电源(不同于干电池电源)。4.1ZigBee无线数据传输，4.1.1开发基础1。设备类型3。终端节点只需要负责加入已建立的指定网络。终端节点不具备网络维护功能。它要求最小的存储容量，所以它可以根据自己的功能要求睡眠或醒来，从而提供电池供电的设备，这可以实现Zigbee低功耗设计。一般来说，设备需要较少的内存(尤其是内部内存)。4.1ZigBee无线数据传输，4.1.1开发基础1。当设备类型协调节点启动时，根据定义的搜索信道(DDEFAULT _ CHANLIST)和panid (dzdap _ config _ pan _ id)建立网络；如果PANID定义为0xfff，则PANID是随机生成的。路由节点和终端节点启动后，搜索指定的网络并加入网络。如果PANID定义为0xfff，您可以加入其他网络。4.1ZigBee无线数据传输，4.1.1开发基础1。设备类型对每个节点有两个任务，如下所示。(1)执行指定的网络功能。(2)将确定的参数配置为指定值。网络功能设置决定节点的类型，参数配置和指定值决定堆栈模式。4.1ZigBee无线数据传输，4.1.1开发基础2。堆栈模式需要配置堆栈参数来指定值，这些值与这些值一起称为StackProfile。这些堆栈模式参数由紫蜂联盟定义指定。同一网络中的设备必须符合同一堆栈模式(同一网络中所有设备的堆栈模式配置参数必须一致)。4.1zigbee无线数据传输，4.1.1开发基础3。信道香奈儿在紫蜂标准协议中，2.4千兆赫的无线电频带被分成16个独立的信道。每个设备都有一个-DEFAULT_CHANLIST的默认信道集(0x0b 0x1a)，4.1 ZigBee无线数据传输，4.1.1开发基础3.1信道香奈儿，4.1ZigBee无线数据传输，4.1.1开发基础3.1信道Chanelf8w2530.cxl:该文件包含了CC2530单片机的链路控制指令，包括堆栈大小、内存分配等。一般不需要修改。该文件包含与频道选择、网络标识号等相关的链接命令。每个设备都有一个默认信道集DEFFAULT _ CHANLIST。要选择哪个频道，请删除前面的“/”注释，并保留其余部分。例如，我们的频道默认为-DEFAULT _ CHANLIST=0 x 0000800/11-0x0b，只需删除“/”注释。4.1Zigbee无线数据传输，4.1.1开发基础4。PANIDPANID是指用于区分不同ZigBee网络的网络号。该设备的PANID值由dzdap _ config _ PAN_ID设置。如果dzdap _ config _ pan _ id设置为0xfff，协调器将生成一个随机pan _ id。4.1ZigBee无线数据传输，4.1.1开发基础，4。PANID设备PANID值由dzdap _ config _ PAN_ID设置，如果dzdap _ config _ pan _ id设置为0xfff，协调器将生成一个随机的PAN_ID。4.1ZigBee无线数据传输，4.1.1开发基础，4。PANID设备PANID值由dzdap _ config _ PAN_ID设置，如果dzdap _ config _ pan _ id设置为0xfff，协调器将生成一个随机的PAN_ID。4.1Zigbee无线数据传输，4.1.1开发基础5。描述符ZigBee网络中的所有设备都有一些描述符来描述设备类型和应用方法。描述符包括节点描述符、功率描述符、默认用户描述符等。通过改变这些描述符，人们可以定义自己的设备。描述符的定义和配置项的创建在文件ZDOConfig.h和zdoconig.c中完成。网络中的其他设备可以读取描述符信息。4.1ZigBee无线数据传输，4.1.2工作流程调用协议栈提供的组网功能，加入网络功能，实现网络建立和节点加入。(2)发送设备调用协议栈提供的无线数据发送功能，实现数据发送。(3)接收设备调用协议栈提供的无线数据接收功能，实现数据接收。4.1Zigbee无线数据传输，4 . 1 . 3 ZigBee协议栈中的数据传输可以通过调用AF_DataRequest函数来实现，该函数将调用协议栈中与硬件相关的函数，最终无线发送数据。只需要掌握自动对焦数据请求功能的使用方法。afStatus _ TaF _ DataRequest(Afaddrtype _ t * DsTadR，endPointDesc_t*srcEP，uint16cID，uint16len，uint8*buf，uint8*transID，uint8options，uint8radius)，4.1Zigbee无线数据传输，4.1.4数据接收当协调器接收到数据时，操作系统会将数据封装到消息中，并将其放入消息队列中。每个消息都有自己的消息标识，它将接收新数据的消息标识为“传入消息”，其中“传入消息”的值为0 x1A，这是在ZigBee协议栈中定义的，用户不能更改。在紫蜂协议栈(在ZComDef.h文件中)中定义的AF _ INMING _ MSG _ CMD宏，4.1紫蜂无线数据传输，4.1.4数据接收器成功接收，协议栈将触发包接收事件：AF _ INMING _ MSG _ CMD-处理函数SampleApp_ProcessEvent()。4.1ZigBee无线数据传输，4.1.4数据接收对方传输的是什么类型的数据？数据的事件类型(集群标识)由pkt-clusterId确定。(2)传输的数据内容是什么？数据内容由pkt-cmd决定。数据、4.1ZigBee无线数据传输、4.2.1Zigbee数据包结构、4.2ZigBee数据包和4.2.2Zigbee数据传输流程在这里可以看到，一旦网络层管理实体选择了PAN标识符，它将立即选择0 x0000的16位网络地址，并设置媒体访问控制层的macShortAddressPIB属性，使其等于所选的网络地址。网络层数据包反映了网络层中的数据和格式。网络层数据包如图4.9所示。网络层还反映出源地址和目的地址与接入点层基本相同。它们之间最大的区别是网络层数据包和网络层数据被添加到数据中。4.2ZigBee数据包，4.2.3数据包格式，4.2ZigBee数据包，4.3.1串行端口概述1。异步串行通信接口是嵌入式系统中最常用的接口，可用于与上位机或其他外部设备进行数据通信。异步串行通信是异步串行通信的通称。它允许串行链路上的全双工通信，输入/输出电平为TTL电平。通常，全双工UART定义了一个串行发送引脚(TxD)和一个串行接收引脚(RxD)，可以同时发送和接收数据。4.3使用串口发送和接收数据，4.3.1串口概述2。同步串行端口SPI和I2C串行外设端口(SPI)是同步串行外设端口，以串行模式与各种外设通信和交换信息。SPI支持全双工同步传输，可采用8位或16位传输帧格式传输，并支持多种模式。I2C总线是一种多主机总线。这意味着I2C总线可以连接多个设备来控制它。4.3使用串口发送和接收数据，4.3.2发送和接收数据的实现方法初始化串口，包括设置波特率、中断等。(2)向发送缓冲器发送数据或从接收缓冲器读取数据。4.3使用串口发送和接收数据，4.3.2发送和接收数据的实现方法haluartOpen原型()函数：ui nt8 haluartOpen(ui nt8端口，haluartFg _ t * config)；功能描述：打开串口，初始化串口。4.3使用串口收发数据，4.3.2收发数据的实现方法haluartred原型()函数：uint8 haluartred (uint8端口，uint8 * buf，uint 16 len)；功能描述：从串口读取数据并存储在buf阵列中。4.3使用串口发送和接收数据，4.3.2发送和接收数据的实现方法haluarttwrite()函数的原型：uint8 haluarttwrite (uint8端口，uint8 * buf，uit len)；功能描述：将信息写入串口。4.3、使用串口发送和接收数据，4.3.3串口操作在协议栈中主要分为三个步骤。1.串行端口初始化。2.注册任务。3.串行端口传输。4.3、使用串口发送和接收数据，4.3.3串口操作在协议栈中主要分为三个步骤。1.串行端口初始化。我们在应用程序目录中打开了osal _ sampleAPP.c文件，并找到了SampleApp_Init()任务函数来初始化MT层串行端口。添加mt _ UART init()；声明。4.3、使用串口发送和接收数据，4.3.3串口操作在协议栈中主要分为三个步骤。2.注册任务。是通过任务id在SampleApp_Init()中注册串行端口事件。MT_UartRegisterTaskID(任务id)；/注册任务号，4.3使用串口发送和接收数据，4.3.3串口在协议栈中操作，3 .串口传输。我们刚刚添加了一个初始代码，后面是一个提示HelloWorld的语句。HalUARTWrite(0， HelloWorldn ，12)；(串行端口0，“字符”，字符数)。将以下内容添加到预编译中。ZIGBee ProZTool _ P1MT _ TaskMT _ SYS _ FUNC MT _ ZDO _ FUNC，4.3使用串行端口发送和接收数据，4.3.3协议栈中的串行端口操作表明#includeMT_UART.h 头文件语句需要添加到SampleApp.c文件中。如果不想，可以在预编译的地方注释机器翻译相关的内容，不会显示乱码。ZIGBee ProZTool _ P1XMT _ TaskXMT _ SYS _ FUNCXMT _ ZDO _ FUNC，4.3使用串行端口发送和接收数据，并且非易失性存储器(NV):即使在系统断电后也不会丢失存储在存储器中的数据。在Zigbee协议栈中，NV存储器主要用于存储网络配置参数(如网络地址等)。)。非易失性存储器是指可以永久存储信息的存储器，在意外复位或电源故障的情况下，设备不会丢失信息。协议栈在osal文件夹下有OSAL和OSAL文件。4.4非易失性存储器，4.4.1NV操作功能osal_nv_item_init()功能原型：uintosal _ NV _ ITEM _ INIT (uint16id，uint16len，void * buf)功能描述：NV条目初始化功能。4.4非易失性存储器，4.4.1NV操作功能osal_nv_write()功能原型：uint8osol _ NV _ WRITE (uint16id，uint16ndx，uint16len，void * buf)。功能描述：NV写功能。Uint16ID表示NV条目ID号；uint16ndx与条目起始地址的偏移量；Uint16len表示要写入的数据长度；Void*buf表示指向保存写数据的缓冲区的指针。4.4非易失性存储器，4.4.1NV操作功能osal_nv_read()功能原型：uint8osol _ nv _ read (uint16id，uint16len，void * buf)。功能描述：NV读取功能。Uint16ID表示NV条目ID号；uint16ndx与条目起始地址的偏移量；Uint16len表示要读取的数据长度；Void*buf表示指向保存读取数据的缓冲区的指针。4.4非易失性存储器，4.4.2NV基本操作1。网络层非易失性存储器Z-Stack将一些重要的网络相关信息存储到非易失性存储器中，以确保当紫蜂设备在断电后意外复位或重启时，设备能够自动恢复到原始网络。要启用此功能，您需要包括NV_RESTO