《智能产品设计与应用》课件-ZSTACK协议栈

智能产品设计与应用zigbee协议栈案例导入01/PART

ONEZigBee协议栈什么是ZigBee协议栈呢？它和ZigBee协议有什么关系呢？协议是一系列的通信标准，通信双方需要共同按照这一标准进行正常的数据发射和接收。协议栈是协议的具体实现形式。通俗点来理解就是协议栈是协议和用户之间的一个接口，开发人员通过使用协议栈来使用这个协议的，进而实现无线数据收发。ZigBee协议栈简介ZigBee协议栈Z-Stack就是符合Zigbee协议栈规范的一个硬件和软件平台，是Zigbee协议栈的一个具体实现。Z-Stack是TI公司提供的协议栈，它是个半开源的协议栈，有些核心代码是以库的形式提供的。ZigBee协议栈规范和Z-Stack的关系ZigBee协议栈ZigBee的协议分为两部分，IEEE802.15.4定义了PHY（物理层）；MAC（介质访问层）技术规范；ZigBee联盟定义了NWK（网络层）；APS（应用程序支持子层）；APL（应用层）技术规范。；ZigBee协议栈就是将各个层定义的协议都集合在一起，以函数的形式实现，并给用户提供API（应用层），用户可以直接调用。ZigBee无线网络协议层的架构图ZigBee协议栈ZigBee无线网络协议层的架构图ZigBee协议栈协议栈是协议的实现，可以理解为代码，函数库，供上层应用调用，协议较底下的层与应用是相互独立的。商业化的协议栈已写好了底层代码，符合协议标准，提供功能模块供调用。需要关心的是应用逻辑，数据从哪里到哪里，怎么存储，处理；系统里的设备之间的通信顺序什么的；当应用需要数据通信时，调用组网函数组建网络；当从一个设备发数据到另一个设备时，调用无线数据发送函数；当然，接收端就调用接收函数；当设备空闲时，调用睡眠函数；要干活的时候就调用唤醒函数。所以当做具体应用时，不需要关心协议栈是怎么写的，里面的每条代码是什么意思。如何使用ZigBee协议栈ZigBee协议栈怎么使用ZigBee协议栈？举个例子，用户实现一个简单的无线数据通信时的一般步骤：组网：调用协议栈的组网函数、加入网络函数，实现网络的建立与节点的加入。发送：发送节点调用协议栈的无线数据发送函数，实现无线数据发送。接收：接收节点调用协议栈的无线数据接收函数，实现无线数据接收。如何使用ZigBee协议栈ZigBee协议栈解压《ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0协议栈安装文件.rar》；解压得到.exe文件，双击进行安装，路径选择默认，也可以选择想要安装的位置。先来看看这个协议栈的目录：ZigBee协议栈的安装、编译与下载ZigBee协议栈components，顾名思义这个是库的文件夹，里面放了一些我们用到的ZDO，driver，hal，zcl等库的代码。Documents，放TI的开发文档的，里面很多协议栈API资料。Projects，这个文件夹放的是TI协议栈的例子程序，例子程序以project的形式存放。Tools，放上位机之类的程序，作为工具使用。ZigBee协议栈的安装、编译与下载ZigBee协议栈ZigBee协议栈App：应用层目录，这是用户创建各种不同工程的区域，在这个目录中包含了应用层的内容和这个项目的主要内容。HAL：硬件层目录，包含有与硬件相关的配置和驱动及操作函数。MAC：MAC

层目录，包含了

MAC层的参数配

置文件及其

MAC的

LIB库的函数接口文件。MT：实现通过串口可控制各层，并与各层进行直接交互。NWK：网络层目录，包含网络层配置参数文件网络层库的函数接口文件及APS层库的函数接口。OSAL：协议栈的操作系统。Profile：

Applicationframework应用框架层目录，包含AF层处理函数文件。应用框架层是应用程序和APS层的无线数据接口。Security：安全层目录，包含安全层处理函数，比如加密函数等。Services：地址处理函数目录，包括地址模式的定义及地址处理函数。Tools：工程配置目录，包括空间划分及

Z-Stack相关配置信息。ZDO：ZDO目录ZMac：MAC层目录，包括

MAC层参数配置及

MAC层

LIB库函数回调处理函数。ZMain：主函数目录，包括入口函数及硬件配置文件。Output：输出文件目录，由IARIDE自动生成。ZigBee协议栈打开工程在Projects\zstack\Samples\SampleApp\CC2530DB\xxxxx.eww（1）编译协议器的程序，在Workspace下拉框中选择“CoordinatorEB-Pro”，在工程名上点右键选择“RebuildAll”，没错误提示再下载到开发板当中。ZigBee协议栈的安装、编译与下载ZigBee协议栈（2）编译终端设备的程序选择“EndDeviceEB-Pro”编译下载即可。两个zigbee节点都下载好后，分别上电看效果。ZigBee协议栈的安装、编译与下载智能产品设计与应用主讲教师：肖俊芳Zstack协议组网程序设计项目案例导入01/PART

ONEZstack协议组网程序设计项目1组网终端设备联网，发送D1给协调器协调器收到D1后，LED1闪烁，同时发送D1给终端终端收到D1，LED1闪烁任务：协议栈无线收发控制LED通信Zstack协议组网程序设计项目1数据收发系统事件0X8000周期性事件接收属于本应用任务SampleApp的消息按键事件0xC0接收数据事件0x1A网络状态发生改变0xD1按键处理函数SampleApp_HandleKeys信息处理函数SampleApp_MessageMSGCB协调器终端节点显示内容触发周期性事件周期性事件处理函数SampleApp_SendPeriodicMessage用户应用任务的事件处理函数SampleApp_ProcessEventZstack协议组网程序设计项目1数据收发接收数据事件0x1A信息处理函数SampleApp_MessageMSGCB//接收数据，参数为接收到的数据voidSampleApp_MessageMSGCB(afIncomingMSGPacket_t*pkt){…}typedefstruct{byteTransSeqNumber;uint16DataLength;//存放收到数据的长度byte*Data;//存放收到的数据}afMSGCommandFormat_t;Zstack协议组网程序设计项目1数据收发接收数据事件0x1A信息处理函数SampleApp_MessageMSGCB//接收数据，参数为接收到的数据voidSampleApp_MessageMSGCB(afIncomingMSGPacket_t*pkt){uint16flashTime;bytebuf[3];switch(pkt->clusterId)//判断簇ID{caseSAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID://=1，收到广播数据osal_memset(buf,0,3);//为一字符串集体赋同一数值,buf，全部清0

osal_memcpy(buf,pkt->cmd.Data,2);//复制数据到缓冲区中

……..caseSAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID://=2，收到组播数据flashTime=BUILD_UINT16(pkt->cmd.Data[1],pkt->cmd.Data[2]);HalLedBlink(HAL_LED_4,4,50,(flashTime/4));break;}}typedefstruct{byteTransSeqNumber;uint16DataLength;

//存放收到数据的长度

byte*Data;//存放收到的数据}afMSGCommandFormat_t;Zstack协议组网程序设计项目2任务要求：协调器和终端节点液晶显示不同字符串组网液晶显示：在协调器液晶屏幕的第3行，显示“I’mA!”；在终端节点液晶屏幕的第3行，显示“I’mB!”终端发送数据给协调器：终端设备联网，发送D1给协调器接收数据：协调器收到D1后，LED1闪烁，同时发送D1给终端终端收到D1，LED1闪烁任务：协调器、终端节点分别显示字符串………I’mA!………I’mB!协调器终端节点Zstack协议组网程序设计项目21.协调器和终端分别显示信息ZDO_STATE_CHANGE网络状态发生变化0xD1如果是协调器，显示“I’mA!”如果是终端：1.显示“I‘mB！”2.设置周期性事件（每3s触发一次，发送数据）osal_start_timerEx(…）SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVTif(SampleApp_NwkState==DEV_ZB_COORD)//如果是协调器{

HalLcdWriteString(“I’mA!”,3);//协调器的第3行显示I’mA!}

if((SampleApp_NwkState==DEV_ROUTER)||(SampleApp_NwkState==DEV_END_DEVICE))//如果是路由终端或终端节点{HalLcdWriteString(“I‘mB!”,3);//终端的第3行显示I’mB!}Zstack协议组网程序设计项目22.终端设备联网，发送D1给协调器SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT0x0001周期性发送数据事件SampleApp_SendPeriodicMessage();//终端节点周期性发送"D1"给写协调器如果是终端：1.显示“I‘mB！”2.设置周期性事件（每3s触发一次，发送数据）osal_start_timerEx(…）SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVTosal_start_timerEx(SampleApp_TaskID,SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,//0x0001SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT);//3000if(events&SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT)//0X0001，每3s执行一次{SampleApp_SendPeriodicMessage();//终端节点周期性发送"D1"给写协调器osal_start_timerEx(SampleApp_TaskID,SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,(SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT+(osal_rand()&0x00FF)));//设置下一次周期事件}Zstack协议组网程序设计项目22.终端设备联网，发送D1给协调器byteSendData[3]="D1";//调AF_DataRequest将数据无线广播出去if(AF_DataRequest(…2,//发送数据长度

SendData,//发送数据缓冲区…)发送数据Zstack协议组网程序设计项目22.终端设备联网，发送D1给协调器SampleApp_SendPeriodicMessage();

//处理周期性事件，终端节点周期性发送"D1"给协调器byteSendData[3]=“D1”;//要发送的数据//调用AF_DataRequest将数据无线广播出去if(AF_DataRequest(&SampleApp_Periodic_DstAddr,

//发送目的地址＋端点地址和传送模式//在这个函数SampleApp_Init中，定义了广播，端口号，广播地址，&SampleApp_epDesc,//源(答复或确认)终端的描述（比如操作系统中任务ID等）源EPSAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID,//被Profile指定的有效的集群号

2,//发送数据长度SendData,//发送数据缓冲区&SampleApp_TransID,//任务ID号AF_DISCV_ROUTE,//有效位掩码的发送选项AF_DEFAULT_RADIUS)==afStatus_SUCCESS)

//传送跳数，通常设置为AF_DEFAULT_RADIUS{//发送数据成功，什么都不做}

else{HalLedSet(HAL_LED_1,HAL_LED_MODE_ON);//0X01,0X01//发送数据失败，LED1点亮}}Zstack协议组网程序设计项目22.终端设备联网，发送D1给协调器SampleApp_Periodic_DstAddr.addrMode=(afAddrMode_t)AddrBroadcast;//广播SampleApp_Periodic_DstAddr.endPoint=SAMPLEAPP_ENDPOINT;//指定端点号20SampleApp_Periodic_DstAddr.addr.shortAddr=0xFFFF;//指定目的网络地址为广播地址typedefstruct{union{uint16shortAddr;//网络地址ZLongAddr_textAddr;}addr;afAddrMode_taddrMode;byteendPoint;uint16panId;}afAddrType_t;typedefenum{afAddrNotPresent=AddrNotPresent,afAddr16Bit=Addr16Bit,//单播afAddr64Bit=Addr64Bit,afAddrGroup=AddrGroup,//组播afAddrBroadcast=AddrBroadcast//广播}afAddrMode_t;地址定义：afAddrType_tSampleApp_Periodic_DstAddr;协调器地址0x0000，如果只发给协调器，地址就是0x0000在任务初始化中给出了发送方式SampleApp_InitZstack协议组网程序设计项目2协调器收到D1后，LED1闪烁，同时发送D1给终端，终端收到D1，LED1闪烁3.终端和协调器收到数据AF_INCOMING_MSG_CMD//收到数据0x1ASampleApp_MessageMSGCB(MSGpkt);处理收到的数据如果是D1?LED1间隔500ms闪烁如果是协调器？发送D1数据给终端Events=0X8000系统事件caseAF_INCOMING_MSG_CMD://接收数据事件,调用函数AF_DataRequest()接收数据SampleApp_MessageMSGCB(MSGpkt);//调用回调函数对收到的数据进行处理break;Zstack协议组网程序设计项目2协调器收到D1后，LED1闪烁，同时发送D1给终端，终端收到D1，LED1闪烁3.终端和协调器收到数据AF_INCOMING_MSG_CMD//收到数据0x1ASampleApp_MessageMSGCB(MSGpkt);处理收到的数据如果是D1?LED1间隔500ms闪烁如果是协调器？发送D1数据给终端Events=0X8000系统事件

bytebuf[3];//定义一个存放收到数据的数组变量switch(pkt->clusterId)//判断簇ID{

caseSAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID://收到广播数据1osal_memset(buf,0,3);//为一字符串集体赋同一数值,buf，全部清0osal_memcpy(buf,pkt->cmd.Data,2);//复制数