无线传感网-基于协议栈的网络管理-第六个工程

suogr@教学群号：31696867教9楼C 区181号信箱西北师范大学计算机科学与工程学院 无线传感器网络技术基于ZigBee 协议栈的网络管理索国瑞2013秋选课班2013年11月28日星期四2西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ 基于ZigBee 协议栈的网络管理⏹目的描述⏹基础设定与预备知识⏹网络管理基础实验⏹网络管理扩展实验无线传感器网络技术Q Q 群号：316968672013年11月28日星期四3西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ 目的描述⏹验证基于ZigBee 2007协议栈的网络管理⏹要求设定一个ZigBee 协调器，负责创建网络，并接收加入网内的路由器发来的数据，再通过串口转发到上位机设定若干个ZigBee 路由器，获取自身的网络地址信息，发送给协调器；也可以查询网络中其它节点的地址信息并发给协调器利用ZigBee 2007协议栈完成2013年11月28日星期四4西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ 基础设定与预备知识⏹利用前述第一到第五个工程中的相关知识⏹实验反映的意义如何查询本节点的地址信息※ 通过协议栈中函数去完成※ 返回某节点的网络地址：uint16 NLME_GetShortAddr(void)※ 返回指向某节点MAC地址的指针：byte *NLME_GetExtAddr(void)※ 返回父节点的网络地址：uint162013年11月28日星期四5西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ NLME_GetCoordShortAddr(void)※ 查询父节点的MAC地址：voidNLME_GetCoordExtAddr(byte* buf)，其中参数是指向存放父节点MAC地址的缓冲区的指针 查询网络中其它节点相关的地址信息※ 已知节点的16位网络地址查询节点的IEEE地址※ 已知节点的IEEE地址查询其网络地址※ 也是通过函数等完成2013年11月28日星期四6西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ 网络基础管理过程⏹基本过程ZigBee无线网络是由协调器建立后，路由器可以自动加入到网络中，然后路由器可以调用前述函数获取本身和父节点的地址信息以上信息可由路由器通过串口转发给上位机2013年11月28日星期四7西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ 协调器代码文件Coordinator.c⏹将前述工程中的Coordinator.c文件中进行修改⏹关键代码如下：/*SUOGR 20131113 要求注释所有修改*//* * INCLUDES */#include "OSAL.h"#include "AF.h"#include "ZDApp.h"#include "ZDObject.h"#include "ZDProfile.h"#include <string.h>#include "Coordinator.h"#include "DebugTrace.h"2013年11月28日星期四8西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ #if !defined( WIN32 ) #include "OnBoard.h"#endif#include "hal_lcd.h"#include "hal_led.h"#include "hal_key.h"#include "hal_uart.h"#include "OSAL_Nv.h" //为可能的存储过程准备#include "aps_groups.h" //为组播等做准备define SEND_TO_ALL_EVENT 0x01 //定义发送事件2013年11月28日星期四9西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ const cId_tGenericApp_ClusterList[GENERICAPP_MAX_CLUSTERS] ={GENERICAPP_CLUSTERID };const SimpleDescriptionFormat_t GenericApp_SimpleDesc ={GENERICAPP_ENDPOINT, // int Endpoint;GENERICAPP_PROFID, // uint16 AppProfId[2]; GENERICAPP_DEVICEID, // uint16 AppDeviceId[2]; GENERICAPP_DEVICE_VERSION, // int AppDevVer:4;2013年11月28日星期四10西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ GENERICAPP_FLAGS, // int AppFlags:4; GENERICAPP_MAX_CLUSTERS,// byte AppNumInClusters;(cId_t *)GenericApp_ClusterList,// byte *pAppInClusterList;0,// old = GENERICAPP_MAX_CLUSTERS,// byte AppNumInClusters;(cId_t *)NULL //old = GenericApp_ClusterList// byte *pAppInClusterList;};endPointDesc_t GenericApp_epDesc;2013年11月28日星期四11西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ / * LOCAL VARIABLES */byte GenericApp_TaskID;………………void GenericApp_Init( byte task_id ){halUARTCfg_t uartConfig; GenericApp_TaskID = task_id; GenericApp_TransID = 0;GenericApp_epDesc.endPoint = GENERICAPP_ENDPOINT;2013年11月28日星期四12西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ GenericApp_epDesc.task_id = &GenericApp_TaskID; GenericApp_epDesc.simpleDesc= (SimpleDescriptionFormat_t *)&GenericApp_SimpleDesc;GenericApp_tencyReq = noLatencyReqs; afRegister( &GenericApp_epDesc );…………}⏹上述主要是任务初始化，实现端口初始化和端口注册⏹UINT16 GenericApp_ProcessEvent( ……){return 0;}2013年11月28日星期四13西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ ⏹上述是事件处理函数，没有对具体事件的处理，理论上就可以向前面代码那样写成空函数。

但实际上要考虑原协议栈代码里的一些安排好的动作。

⏹原来由协调器负责通过串口转发上位机的信息，现考虑改为路由器自行完成。

2013年11月28日星期四14西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ 路由器代码Enddevice.c⏹本实验代码在组播通信实验所用代码的基础上进行修改而得。

具体关键代码如下：#include "OSAL.h"#include "AF.h"#include "ZDApp.h"#include "ZDObject.h"#include "ZDProfile.h"#include <string.h>#include "Coordinator.h"#include "DebugTrace.h"2013年11月28日星期四15西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ #if !defined( WIN32 ) #include "OnBoard.h"#endif#include "hal_lcd.h"#include "hal_led.h"#include "hal_key.h"#include "hal_uart.h"#include "aps_groups.h" //使用组播功能要求// add suogr#define SHOW_INFO_EVENT 0x01// add end2013年11月28日星期四16西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ const cId_tGenericApp_ClusterList[GENERICAPP_MAX_CLUSTERS] ={GENERICAPP_CLUSTERID };const SimpleDescriptionFormat_t GenericApp_SimpleDesc ={GENERICAPP_ENDPOINT, // int Endpoint;GENERICAPP_PROFID, // uint16 AppProfId[2]; GENERICAPP_DEVICEID, // uint16 AppDeviceId[2]; GENERICAPP_DEVICE_VERSION, // int AppDevVer:4;2013年11月28日星期四17西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ GENERICAPP_FLAGS, // int AppFlags:4; //modi suogr 0,// modi end (cId_t *)NULL,GENERICAPP_MAX_CLUSTERS,(cId_t *)GenericApp_ClusterList }endPointDesc_t GenericApp_epDesc;byte GenericApp_TaskID; byte GenericApp_TransID;//mark suogr//aps_Group_t GenericApp_Group; //组播2013年11月28日星期四18西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ //mark enddevStates_t GenericApp_NwkState;// add suogrvoid ShowInfo(void);void To_string(uint8 *dest,char *src,uint8 length);typedef struct RFTXBUF {uint8 myNWK[4]; //本节点网络地址uint8 myMAC[16]; //本节点MAC地址uint8 pNWK[4]; //父节点网络地址uint8 pMAC[16];//父节点MAC地址}RFTX;2013年11月28日星期四19西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ //add end …………⏹void GenericApp_Init( byte task_id ){// ADD SUOGRhalUARTCfg_t uartConfig;//ADD ENDGenericApp_TaskID = task_id; GenericApp_NwkState = DEV_INIT; GenericApp_TransID = 0;GenericApp_epDesc.endPoint = GENERICAPP_ENDPOINT;2013年11月28日星期四20西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ GenericApp_epDesc.task_id = &GenericApp_TaskID; GenericApp_epDesc.simpleDesc= (SimpleDescriptionFormat_t *)&GenericApp_SimpleDesc;GenericApp_tencyReq = noLatencyReqs; afRegister( &GenericApp_epDesc );//ADD SUOGRuartConfig.configured = TRUE;uartConfig.baudRate = HAL_UART_BR_115200;uartConfig.flowControl = FALSE;uartConfig.callBackFunc = NULL; HalUARTOpen(0,&uartConfig);//ADD END }2013年11月28日星期四21西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ ⏹以上代码是任务初始化函数，实现串口的初始化⏹UINT16 GenericApp_ProcessEvent( byte task_id, UINT16 events ){afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt;…………if ( events & SYS_EVENT_MSG ){ MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( GenericApp_TaskID ); while ( MSGpkt ) {switch ( MSGpkt->hdr.event )2013年11月28日星期四22西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ {…………case ZDO_STATE_CHANGE://加入网络GenericApp_NwkState=(devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);if(GenericApp_NwkState==DEV_ROUTER){osal_set_event(GenericApp_TaskID,SHOW_INFO_EVEN T);｝break; default:break;2013年11月28日星期四23西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ }osal_msg_deallocate((uint8 *)MSGpkt);MSGpkt=(afIncomingMSGPacket_t*)osal_msg_receive(GenericApp_TaskID);}return(events ^ SYS_EVENT_MSG);}if (events & SHOW_INFO_EVENT)//数据事件处理{ShowInfo();osal_start_timerEx(GenericApp_TaskID,SEND_D ATA_EVENT,10000);return(events ^ SHOW_INFO_EVENT );}2013年11月28日星期四24西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ return 0;}⏹上述代码是事件处理函数，当路由器成功加入到网络后，通过SHOW_INFO_EVENT事件调用ShowInfo函数显示相关地址信息⏹void ShowInfo(void ) //ADD SUOGR {RFTX rftx;uint16 nwk;uint8 buf[8];uint8 changline[2]={0x0A,0x0D}; //回车换行nwk=NLME_GetShortAddr(); //取本节点网络地址2013年11月28日星期四25西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ To_string(rftx.myNWK,(uint8 *)&nwk,2); //16进制To_string(rftx.myMAC,NLME_GetExtAddr(),8);nwk=NLME_GetCoordShortAddr(); //父节点地址To_string(rftx.pNWK,(uint8 *)&nwk,2);NLME_GetCoorExtAddr(buf); //父节点长地址To_string(rftx.pMAC,buf,8);HalUARTWrite(0,"NWK:",osal_strlen("NWK:"));HalUARTWrite(0,rftx.myNWK,4);HalUARTWrite(0," MAC:",osal_strlen(" MAC:"));HalUARTWrite(0,rftx.myMAC,16);HalUARTWrite(0," p-NWK:",osal_strlen(" p-NWK:"));2013年11月28日星期四26西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ HalUARTWrite(0,rftx.pNWK,4);HalUARTWrite(0," p-MAC:",osal_strlen(" p-MAC:"));HalUARTWrite(0,rftx.pMAC,16);HalUARTWrite(0,changline,2);}⏹void To_string(uint8 *dest,char *src,uint8 length) //add suogr {uint8 *xad;uint8 i=0;uint8 ch;2013年11月28日星期四27西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ xad = src + length-1;for( i=0; i<length; i++,xad-- ){ch = (*xad>>4) & 0x0F;dest[i<<1] = ch+((ch<10) ? '0' : '7');ch = *xad & 0x0F;dest[(i<<1)+1] = ch + ((ch<10) ? '0' : '7');}}2013年11月28日星期四28西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ 运行调试⏹打开串口助手⏹程序分别下载到协调器和路由器，为简单起见，设置一个协调器，一个路由器，然后再逐步添加路由器⏹注意协调器和路由器电源开启的顺序⏹正常实验结果：在串口助手的屏幕上可见同一行依次有※ NWK 、MAC 、p-NWK 、p-MAC 等信息 不同行是不同路由器的结果⏹改变：不由路由器通过串口发， 而是协调器发，如何改？2013年11月28日星期四29西北师大计算机学院索国瑞：suogr @ 网络管理扩展实验⏹基本思路因为协调器的网络地址是0x0000，所以，可以从路由器发送地址请求，来得到协调器的IEEE地址。