zIgbee协议栈浅析

#ifndef NONWK // Since the AF isn't a task, call it's initialization routine afInit(); #endif
// Initialize the operating system osal_init_system(); // Allow interrupts osal_int_enable( INTS_ALL ); // Final board initialization InitBoard( OB_READY ); // Display information about this device zmain_dev_info(); /* Display the device info on the LCD */ #ifdef LCD_SUPPORTED zmain_lcd_init(); #endif
简介： ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协 议。 ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体 访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、 应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵 循IEEE 802.15.4标准的规定
优点： ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低 速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低 复杂度、快速、可靠、安全。 ZigBee网络中的设备可分为协调器 (Coordinator)、汇聚节点(Router)、传感器节 点(EndDevice)等三种角色
zIgbee典型的组网方式：
Z-Stack协议栈的开发 一、开发环境的搭建： 见 详细的操作方法可以打开
二、Z-Stack协议栈工程文件的介绍 下的
Source文件里存放的是我们自己编写的程序文件 和协议栈自带的OSAL_SampleApp.c、 SampleApp.c、SampleApp.h、 SampleAppHw.h 文件。这里的SampleApp.c是我们最常用的文件， 在这文件中我们可以在协议栈中加入并执行我们 自己的功能程序。
四、Z-Stack的main()函数
/********************************************************************* * @fn main * @brief First function called after startup. * @return don't care */ int main( void ) { // Turn off interrupts osal_int_disable( INTS_ALL );// 关闭所有中断 // Initialization for board related stuff such as LEDs HAL_BOARD_INIT(); // Make sure supply voltage is high enough to run zmain_vdd_check(); // Initialize board I/O InitBoard( OB_COLD ); // Initialze HAL drivers HalDriverInit(); // Initialize NV System osal_nv_init( NULL ); // Initialize the MAC ZMacInit(); // Determine the extended address zmain_ext_addr(); // Initialize basic NV items zgInit();
在协议栈中宏定义了 tasksArr[idx] 函数指针数组 用来存储任务处理函数 tasksEvents[idx] 无符号短整型数组 用来存储各个任务中的事件编号 idx为任务编号 下面我们来详细介绍这几个数组的作用 和OSAL任务轮询机制的原理

tasksArr[]函数的定义如下：
const pTaskEventHandlerFn tasksArr[] = { macEventLoop, nwk_event_loop, Hal_ProcessEvent, #if defined( MT_TASK ) MT_ProcessEvent, #endif APS_event_loop, #if defined ( ZIGBEE_FRAGMENTATION ) APSF_ProcessEvent, #endif ZDApp_event_loop, #if defined ( ZIGBEE_FREQ_AGILITY ) || defined ( ZIGBEE_PANID_CONFLICT ) ZDNwkMgr_event_loop, #endif SampleApp_ProcessEvent }; 这里的每一个紫色的字段都是一个函数的函数名，也是对应的函数的地址空间， 因为pTaskEventHandlerFn的定义如下 typedef unsigned short (*pTaskEventHandlerFn)( unsigned char task_id, unsigned short event ); 这样就可以用tasksArr[N](task_id,shorevent);的形式来调用tasksArr[N]对应的函数
五、OSAL任务轮询机制
在main()中最后进入了osal_start_system();函数。我们打开该函数：
void osal_start_system( void )
{ #if !defined ( ZBIT ) && !defined ( UBIT ) for(;;) // Forever Loop #endif { uint8 idx = 0; osalTimeUpdate(); Hal_ProcessPoll(); // This replaces MT_SerialPoll() and osal_check_timer(). do { if (tasksEvents[idx]) // Task is highest priority that is ready. { break; } } while (++idx < tasksCnt); if (idx < tasksCnt) { uint16 events; halIntState_t intState; HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState); events = tasksEvents[idx]; tasksEvents[idx] = 0; // Clear the Events for this task. HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); events = (tasksArr[idx])( idx, events ); HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState); tasksEvents[idx] |= events; // Add back unprocessed events to the current task. HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); } #if defined( POWER_SAVING ) else // Complete pass through all task events with no activity? { osal_pwrmgr_powerconserve(); // Put the processor/system into sleep } #endif } }
在ZStack协议栈中是通过下面的事件记录函数对tasksEvents[task_id] 数组赋值的，通过该函数可以将某一任务的某一事件存入到数组中， 然后在osal_start_system()函数中将对该事件进行处理
uint8 osal_set_event( uint8 task_id, uint16 event_flag ) { if ( task_id < tasksCnt ) { halIntState_t intState; HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState); // Hold off interrupts tasksEvents[task_id] |= event_flag; // Stuff the event bit(s) HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); // Release interrupts return ( SUCCESS ); } else { return ( INVALID_TASK ); } }
#ifdef WDT_IN_PM1 /* If WDT is used, this is a good place to enable it. */ WatchDogEnable( WDTIMX ); #endif
osal_start_system(); // No Return from here return 0; // Shouldn't get here. } // main()
Z-Stack采用操作系统的思想来构建，采用事件轮循机制， 当各层初始化之后，系统进入低功耗模式，当事件发生时， 唤醒系统，开始进入中断处理事件， 结束后继续进入低功耗模式。如果同时有几个事件发生，判 断优先级，逐次处理事件。这种软件构架可以极大地降级 系统的功耗。 在Main()函数中完成了： 关所有中断、初始化StackRAM、初始化IO口、初始化HAL 层驱动、初始化NV flash、初始化MAC层、分配64位长 地址、读取NV ITEMS、初始化OSAL、开中断、设置 TIMER、在LCD上显示设备信息、进入OSAL任务轮询循 环（这是一个死循环，不会再返回main()函数）。
三、Zigbee协议栈ZStack构架
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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， 在协议栈里面一般是以操作系统的任务实现的。 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： 监控调试层，主要用于调试目的，即实现通过串口 调试各层，与各层进行直接交互。 NWK：网络层目录，含网络层配置参数文件及网络层库的 函数接口文件，APS 层库的函数接口。 OSAL：协议栈的操作系统。 Profile：AF 层目录，包含AF 层处理函数文件。 Security：安全层目录，安全层处理函数接口文件，比如 加密函数等。 Services：地址处理函数目录，包括着地址模式的定义及 地址处理函数。 Tools：工程配置目录，包括空间划分及ZStack 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main（）及硬件配置 文件。 Output：输出文件目录，这个EW8051 IDE 自动生成的。