基于ZigBee多跳组播实验文档格式.docx
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如果电阻R输出是高电平，三极管导通，集电极的电流能够使得蜂鸣器发声。
当输出为低电平，三极管截止，蜂鸣器没有电流通过，不会发声。
如果输出为方波，通过控制方波的频率，蜂鸣器也能够产生简单的音乐。
2．程序流程
组播通信寻址使用16位多播组ID完成。
多播组是所有已登记在同一个多播组ID下节点的集合。
一个多播信息发送给一个特定的目标组，即多播表中该组ID所列的所有设备。
组播数据帧既可以由目标多播组的成员在网络中传播，也可以由非目标多播组成员在网络中传播。
数据包发送由数据包的一个地址模式标志指明，确定转发到下一跳的方式。
如果原始信息由组的成员创建，就被视为处于“成员模式”，按广播方式转发。
如果原始信息不是组成员设备创建，就被视为处于“非成员模式”，按单播方式转发一个组成员。
如果一个非成员信息到达目标组的任何成员，不管下一个数据包由哪个设备进行转发，就会立即转换为成员模式类型。
实现组播通信，首先，要对组对象进行定义和初始化，将设备加入到特定组中，然后，向特定设备组发送组播消息，最后组内成员接收到消息后，进行相应消息处理。
1）组对象初始化
组播网络中，设备发出的消息经过组寻址才会发到具有相同组号的组员设备中。
组号用来标记设备所属的组，而组寻址需要定义组播地址。
（1）.在SampleApp.h中定义两者的组ID，以标记设备所属的组。
#defineSAMPLEAPP_FLASH_GROUP10x0001
#defineSAMPLEAPP_FLASH_GROUP20x0002
（2）在程序SampleApp.c文件的SampleApp_Init函数中定义两个组对象并进行简单初始化，主要包括组的ID和组名字。
aps_Group_tSampleApp_Group1;
//定义组1和组2对象
aps_Group_tSampleApp_Group2;
//组1初始化
SampleApp_Group1.ID=0x0001;
osal_memcpy（SampleApp_Group1.name,"
Group1"
7）;
//组2初始化
SampleApp_Group2.ID=0x0002;
//
osal_memcpy（SampleApp_Group2.name,"
Group2"
（3）组播地址定义。
组播通信过程中，网络中节点是通过使用组地址进行网络寻址，并能够向特定分组节点传递消息。
组播数据包应该具有设备寻址的地址模式、所属任务的端点号和组号。
组1地址定义以及初始化为：
//定义组1地址
afAddrType_tSampleApp_Flash_DstAddr_Group1;
//设置地址模式为组播
SampleApp_Flash_DstAddr_Group1.addrMode=（afAddrMode_t）afAddrGroup;
SampleApp_Flash_DstAddr_Group1.endPoint=SAMPLEAPP_ENDPOINT;
//设置组地址为组1ID号
SampleApp_Flash_DstAddr_Group1.addr.shortAddr=SAMPLEAPP_FLASH_GROUP1;
2）设备入组/离开组
（1）.在ZigBee网络实现组播通信时，设备加入组是通过设备端点加入到工作组中。
aps_AddGroup（SAMPLEAPP_ENDPOINT,&
SampleApp_Group）;
初始情况下，编者将设备都加入到了组1和组2中：
SampleApp_Group1）;
SampleApp_Group2）;
#ifdefined（LCD_SUPPORTED）
HalLcdWriteString（"
GROUP1+2"
HAL_LCD_LINE_6）;
#endif
（2）.将一个设备从工作组中移除，将该端点依据组ID号将其从组中移除。
aps_RemoveGroup（SAMPLEAPP_ENDPOINT,SAMPLEAPP_FLASH_GROUP）;
（3）.使用aps_FindGroup函数判断一设备端点SAMPLEAPP_ENDPOINT是否在组ID号为SAMPLEAPP_FLASH_GROUP的组中。
grp=aps_FindGroup（SAMPLEAPP_ENDPOINT,SAMPLEAPP_FLASH_GROUP）;
读者可以在按键函数（SampleApp_HandleKeys）中利用这三个函数实现设备入组、退组、以及组间切换。
3）向特定组发送消息
设备在按键函数中调用SampleApp_SendFlashMessage（）函数来发送消息。
本例中，为了实现对不同分组函数控制，编者加入了组号“SAMPLEAPP_FLASH_GROUP”参数：
SampleApp_SendFlashMessage（uint16flashTime,uint8SAMPLEAPP_FLASH_GROUP）
该函数中调用AF_DataRequest（）函数进行数据收发，下面是向组1设备发送消息的语句：
if（AF_DataRequest（&
SampleApp_Flash_DstAddr_Group1,&
SampleApp_epDesc,
SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID,
3,
buffer,
&
SampleApp_TransID,
AF_DISCV_ROUTE,
AF_DEFAULT_RADIUS）==afStatus_SUCCESS）
{}
AF_DataRequest（）函数中需要定义ZigBee设备完整地址，包括网络地址以及端点地址、源端点描述符、发送端ClusterID、数据以及数据长度等。
4）组设备接收到消息，并进行相应处理
节点接收到其他节点设备到来的数据后，应用层任务事件处理函数调用SampleApp_MessageMSGCB（）回调函数将进行处理。
回调函数根据到来数据包的ClusterID判断数据类型，如果ClusterID为SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID，设备蜂鸣器和LED会进行相关数据包接收指示操作：
SampleApp_MessageMSGCB（afIncomingMSGPacket_t*pkt）{
switch（pkt->
clusterId）
{
caseSAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID:
flashTime=BUILD_UINT16（pkt->
cmd.Data[1],pkt->
cmd.Data[2]）;
HalLedBlink（HAL_LED_4,4,50,（flashTime/4））;
//蜂鸣器
HalLedBlink（HAL_LED_2,4,50,（flashTime/4））;
//LED灯闪
}
这里，编者并没有针对蜂鸣器编写驱动函数，而是直接利用LED4Blink函数进行操作。
与LED灯闪类似，蜂鸣器会响四次，每次周期蜂鸣器响的百分比为50%，每个周期时间为flashTime/4。
这是由于LED灯和蜂鸣器工作都是由于电平使能的。
原来芯片引脚到LED4的电平加到蜂鸣器的引脚上。
由此，读者可以联想下单片机基本的编程操作方式。
3）实验步骤
组播实验使用四个节点设备，分别编号为节点1,2,3,4。
首先将蜂鸣器接到节点模块上，与原来连接灯LED4的芯片引脚P10相连。
节点初始时，节点既加入到组1，又加入到组2中。
经过按键选择分组后，节点1为协调器，既在组1，又在组2中。
节点2在组1中，节点3在组2中，节点4既在组1，又在组2中。
第一步：
按照程序说明将源代码目录下的SampleApp.c和SampleApp.h替换SampleApp目录下的同名文件。
CoordinatorEB下载到节点1，RouterEB下载到节点2,3,4中。
第二步：
1）按下节点1（协调器）的重启键，LCD屏会显示网络号，LED3（黄灯）长亮时说明网络建立成功；
2）分别按下节点2,3,4的重启键。
等到LED3（黄灯）长亮，并且屏幕上出现设备类型和地址时，说明已与协调器节点建立连接。
3）连续按节点2的SW2（右键），直到节点屏幕上出现“GROUP1”字样，代表节点2只加入到组1中。
4）连续按节点3的SW2（右键），节点屏幕上出现“GROUP2”字样，代表节点3只加入到组2中。
5）节点4不用按键，节点4默认在组1和组2中。
第三步：
按节点1（协调器）的SW1（上键），节点1屏幕上出现“MSG2GROUP1”字样，代表向组1中发送按键消息。
这时，节点2和节点4的蜂鸣器会发出“滴滴滴滴”的声音，并且其LED2闪亮四次。
第四步：
按节点1的SW3（下键），节点1的屏幕上出现“MSG2GROUP2”字样，代表向组2中发送按键消息。
这时，节点3和节点4的蜂鸣器会发出“滴滴滴滴”的声音，并且其LED2闪亮四次。
4）程序清单
清单6.1按键处理函数
/******************************************************************************
*函数名SampleApp_HandleKeys
*描述按键处理函数，主要完成组消息发送，组间切换。
*参数uint16flashTime：
灯每次闪烁，蜂鸣器每次响的周期
*uint8SAMPLEAPP_FLASH_GROUP发送消息的组号
*返回值无
*****************************************************************************/
voidSampleApp_HandleKeys（uint8shift,uint8keys）
{
（void）shift;
//Intentionallyunreferencedparameter
if（keys&
HAL_KEY_SW_1）//上键，向组1发送消息
SampleApp_SendFlashMessage（SAMPLEAPP_FLASH_DURATION,SAMPLEAPP_FLASH_GROUP1）;
}
if（keys&
HAL_KEY_SW_3）//下键，向组2发送消息
SampleApp_SendFlashMessage（SAMPLEAPP_FLASH_DURATION,SAMPLEAPP_FLASH_GROUP2）;
HAL_KEY_SW_2）
//组切换，如果设备当前在1组，则转入到2组。
//如果当前在2组，则转入到1组。
//如果当前既在1组，又在2组，则只在2组。
aps_Group_t*grp1;
grp1=aps_FindGroup（SAMPLEAPP_ENDPOINT,SAMPLEAPP_FLASH_GROUP1）;
//节点是否在1组中
if（grp1）//节点在1组，退出1组，加入2组。
aps_RemoveGroup（SAMPLEAPP_ENDPOINT,SAMPLEAPP_FLASH_GROUP1）;
aps_AddGroup（SAMPLEAPP_ENDPOINT,&
SampleApp_Group2）;
#ifdefined（LCD_SUPPORTED）
GROUP2"
#endif
else//节点不在1组中，退出2组，转入到1组。
aps_RemoveGroup（SAMPLEAPP_ENDPOINT,SAMPLEAPP_FLASH_GROUP2）;
GROUP1"
清单6.2节点发送信息函数
*函数名SampleApp_SendFlashMessage
*描述向组中发送消息函数。
通过信息中的ClusterID执行相应操作。
灯闪烁、蜂鸣器响的周期
voidSampleApp_SendFlashMessage（uint16flashTime,uint8SAMPLEAPP_FLASH_GROUP）
uint8buffer[3];
buffer[0]=（uint8）（SampleAppFlashCounter++）;
buffer[1]=LO_UINT16（flashTime）;
buffer[2]=HI_UINT16（flashTime）;
if（SAMPLEAPP_FLASH_GROUP==SAMPLEAPP_FLASH_GROUP1）//ma
{//向组1发消息
{#ifdefined（LCD_SUPPORTED）
MSG2GROUP1"
HAL_LCD_LINE_4）;
//在屏幕上显示向组1发送消息
else
{//Erroroccurredinrequesttosend.
{//向组2发消息
SampleApp_Flash_DstAddr_Group2,&
{#ifdefined（LCD_SUPPORTED）
MSG2GROUP2"
清单6.3节点接收消息回调函数
*函数名SampleApp_MessageMSGCB
*描述信息回调函数，处理来自其他设备的数据，通过信息中的Cluster ＩＤ执行相应操作。
*参数afIncomingMSGPacket_t*pkt，来自其他设备的消息包
voidSampleApp_MessageMSGCB（afIncomingMSGPacket_t*pkt）
uint16flashTime;
switch（pkt->
caseSAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID:
//心跳包ClusterID
break;
caseSAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID:
if（pkt->
groupId==SAMPLEAPP_FLASH_GROUP1）//接收到组1消息
MSGREVG1"
MSGREVG2"
//闪灯ClusterID，设备接收到组内其他设备消息后，蜂鸣器响四下和LED灯闪四//次
//闪灯频率
HalLedBlink（HAL_LED_4,4,50,（flashTime/4））;
//蜂鸣器
HalLedBlink（HAL_LED_2,4,50,（flashTime/4））;
实验结果
节点初始化后，都加入到组1和组2中。
通过按键选择，三个路由节点中，一个只在组1中，一个只在组2，一个既在组1，又在组2中。
协调器通过按键分别向组1和组2中发送消息，组内设备接收到消息后，其灯闪烁并且蜂鸣器发声。
1.节点模块及程序下载
节点模块安装好蜂鸣器之后，分别编号为节点1,2,3,4。
节点实物图如图所示。
最上面的为节点1，下载的程序为协调器。
其余三个下载路由器程序，按照自左到右的顺序分别为节点2,3,4。
按下节点1的重启键后，节点1会建立一个ZigBee网络，其余节点按下重启键依次加入ZigBee网络。
图节点模块实物图
2.节点初始化，协调器并向组1发送消息
节点初始化后，节点1的屏幕第一行上可以看到“ZigBeeCoord”，代表节点1类型为协调器。
屏幕第二行出现“NWID：
19”代表网络号ID为19。
最后一行为“GROUP1+2”字样，表示节点1既在组1，又在组2中。
节点2,3,4分别出现“Router1”，“Router：
143E”，“Router：
287B”，代表加入网络后，节点类型以及协调器分别的16位网络短地址。
读者还可以看出三者父地址分别为0，即协调器地址，三者都在组1和组2中。
按下协调器的SW1（上键）后，协调器向组1发送消息，这时屏幕上显示“MSG2GROUP1”。
由于节点2,3,4全在组1中，它们屏幕上出现“MSGREVG1”，代表组1的设备接收到了消息。
这时，节点的LED2灯闪烁，蜂鸣器发声。
图节点初始化，协调器并向组1发送消息
3.节点分组后，协调器向组2发送消息
按下节点2和3的SW2（右键），分别使其只在组1和组2中。
然后，按下协调器的SW2（下键），协调器会发送消息到组2中，如图所示，这时组2中的节点3和节点4接收到消息，屏幕显示“MSGREVG2”。
灯LED2闪烁并且蜂鸣器发声。
图中节点2中显示的“MSGREVG1”，还是代表上次协调器按下上键时，接收到的组1数据包。
图节点分组后，协调器向组2发送消息
4.节点分组后，协调器向组1发送消息
按下协调器的SW1（上键），协调器会发送消息到组1中，如图所示，这时组1中的节点2和节点3接收到消息，屏幕显示“MSGREVG1”。
图中节点3中显示的“MSGREVG2”，还是代表上次协调器按下键时，接收到的组2数据包。
图节点分组后，协调器向组1发送消息
思考：
多个端点组播问题
上文中的实验只使用了一个端点，实际中我们可能需要对多个端点进行分组管理。
多个端点的组播问题可以用下面一个例子说明。
例如，一个路灯控制系统节点A网络短地址为0x5F5F，具有一个光照传感器和一个路灯控制开关。
远程节点需要获取光照传感器数值，并对数据进行分析，然后控制路灯开关。
节点的光照传感器和路灯控制开关分别注册在端点10和50上，如果远程节点获取传感器数据，则向节点A发送短地址为0x5F5F，端点号为10的数据包，端点10上建立的数据处理函数进行传感数据获取，而端点50则不会接收到数据包，也不会进行相应操作。
如果远程节点控制路灯，则向节点A发送短地址为0x5F5F，端点号为50的数据包，端点50上建立的数据处理函数会控制路灯开关，而端点10不会接收到控制数据。
如果网络中多个路灯控制节点，需要实现对特定组的路灯进行光照传感数据获取或路灯控制。
这样，程序需要在组播过程中使用两个端点。
要使用两个端点，应该再定义一个端点及端点描述符，并向AF层注册。
#defineSAMPLEAPP_MY_ENDPOINT21
endPointDesc_tSampleApp_My_epDes
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