zigbee技术之点对点通信.docx

1、zigbee技术之点对点通信zigbee技术之点对点通信2013国培企业顶岗培训广州风标电子 zigbee研究 任务1 Zigbee无线组网和点对点通信 一、任务:数据传输基本功能:两个Zigbee节点进行点对点通信，Zigbee节点1发送“Hello”字符串，发送成功，节点上发光二极管闪烁;Zigbee 节点2接收数据后，对接收数据进行判断，如果接收正确，则发光二级闪烁。 二、基础知识 Zigbee是物联网技术中应用最广泛的技术，相比WiFi、BlueTooth、GPS等技术。Zigbee具有传输距离短、低速率、低成本、低功耗等特点。 1.短距离无线网络 短距离无线网络主要分为两类: , 无

2、线局域网(WLAN,Wireless Local Area Network) , 无线个域网(WPAN,Wireless Personal Area Network) 无线局域网是有线局域网的扩展。一个无线局域网设备可以很容易地接入有线局域网。 无线个域网是为了在POS(Personal Operating Space)范围内提供一种高效节能的一种通信方法，其中POS是指以无线设备为中心的半径10米内的球形区域。 无线个域网按照传输速率不同，分为三种: HR-WPAN、MR-WPAN、LR-WPAN 分别对应三种协议为: WPAN 通信协议 WPAN 通信协议 WPAN 通信协议 HR-WPA

3、N 802.15.3 MR-WPAN BlueTooth LR-WPAN 802.15.4 2.Zigbee与IEEE802.15.4 在设计网络的软件架构时，一般采用的思想是，不同层负责不同的功能，数据只能在相邻层之间流动。例如，以太网分层模型是OSI七层参考模型: 应用层 处理网络应用程序 表示层 数据表示 会话层 主机间通信 传输层 端到端连接 网络层 网络寻址和路由 数据链路层 介质访问控制 物理层 比特数据传输 Zigbee协议也是在OSI参考模型基础上，结合无线网络特点，使用分层思想实现。如图: 1 2013国培企业顶岗培训广州风标电子 zigbee研究 Zigbee协议分层模型

4、Zigbee事由Zigbee联盟指定的面向低速无线个人区域网络(LR-WPAN)的双向无线通信技术指标，其物理层和数据链路层使用IEEE802.15.4标准，网络层和应用层由Zigbee联盟定义。 采用分层思想有很多优点。例如，当网络协议的一部分发生改变时，可以很容易第对于此相关的几个层进行修改，其它层无需改变。 3.Zigbee特点 三、控制程序 1.协调器程序 /* Coordinator.c是协调器端的应用程序，如果接收到终端节点的应用程序向本 设备发送“Hello”消息，则让LED2闪烁。 */ /* * INCLUDES 包含文件 */ #include OSAL.h #includ

5、e AF.h #include ZDApp.h #include ZDObject.h #include ZDProfile.h #include Common.h #include DebugTrace.h #if !defined( WIN32 ) #include OnBoard.h #endif /* HAL */ 2 2013国培企业顶岗培训广州风标电子 zigbee研究 #include hal_led.h /* * GLOBAL VARIABLES 全局变量 */ / 应用程序使用到的簇ID，相当于子功能列表 const cId_t MyFirstApp_ClusterListM

6、yFirstApp_MAX_CLUSTERS = MyFirstApp_CLUSTERID ; / 应用程序简单描述符 const SimpleDescriptionFormat_t MyFirstApp_SimpleDesc = MyFirstApp_ENDPOINT, / int Endpoint;端点 MyFirstApp_PROFID, / uint16 AppProfId2; MyFirstApp_DEVICEID, / uint16 AppDeviceId2;设备ID MyFirstApp_DEVICE_VERSION, / int AppDevVer:4;设备版本号 MyFirs

7、tApp_FLAGS, / int AppFlags:4;设备标记 MyFirstApp_MAX_CLUSTERS, / byte AppNumInClusters;输入簇个数 (cId_t *)MyFirstApp_ClusterList, / byte *pAppInClusterList;输入簇列表 0, / byte AppNumInClusters;输出簇个数 (cId_t *)NULL / byte *pAppInClusterList;输出簇列表 ; / 在这里定义端点/接口描述符变量，在MyFirstApp_Init()函数里面进行初始化。 endPointDesc_t MyF

8、irstApp_epDesc; /* * LOCAL VARIABLES 本地变量 */ byte MyFirstApp_TaskID; / 任务ID用于处理任务和事件，在系统调用MyFirstApp_Init()时进行初始化 /* * LOCAL FUNCTIONS 本地函数声明 */ static void MyFirstApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pckt ); /* * 函数 MyFirstApp_Init * 说明 初始化任务，在系统初始化的过程中调用，所有的与应用有关的 * 初始化都在这里进行(如硬件初始化，设置，数据表的初始化

9、， * 上电通知等. ). 3 2013国培企业顶岗培训广州风标电子 zigbee研究 * 参数 task_id - OSAL分配的ID，在应用程序中，应该使用这个ID来发送 * 消息和设置定时器. * 返回 无 */ void MyFirstApp_Init( uint8 task_id ) MyFirstApp_TaskID = task_id; / 设备的硬件初始化可以在这里进行，也可以在main()(Zmain.c)里面进行. / 如果该硬件是与应用有关的，最后在这里进行初始化. / 如果与设备的其它方面相关，可以在main()里面进行. / 设置端点描述符. MyFirstApp_e

10、pDesc.endPoint = MyFirstApp_ENDPOINT; MyFirstApp_epDesc.task_id = &MyFirstApp_TaskID; MyFirstApp_epDesc.simpleDesc = (SimpleDescriptionFormat_t *)&MyFirstApp_SimpleDesc; MyFirstApp_epDesc.latencyReq = noLatencyReqs; / 通过AF注册端点描述符 afRegister( &MyFirstApp_epDesc ); /* * 函数 MyFirstApp_ProcessEvent * 说明

11、 任务事件处理函数，用于处理传递给本任务的所有事件，包括定时器， * 消息和其它用户定义的事件。 * 参数 task_id - OSAL分配的任务ID. * events - 要处理的事件，每一位都代表一个事件，可以同时包含多个事件 * 返回 无 */ uint16 MyFirstApp_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events ) afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt; if ( events & SYS_EVENT_MSG ) MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receiv

12、e( MyFirstApp_TaskID ); while ( MSGpkt ) switch ( MSGpkt-hdr.event ) case AF_INCOMING_MSG_CMD: / 收到数据包消息 MyFirstApp_MessageMSGCB( MSGpkt ); break; default: 4 2013国培企业顶岗培训广州风标电子 zigbee研究 break; / 释放内存 osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt ); / Next MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( M

13、yFirstApp_TaskID ); / 返回未处理的事件 return (events SYS_EVENT_MSG); / 丢弃未定义事件 return 0; /* * 函数 MyFirstApp_MessageMSGCB * 说明 消息处理回调函数，用于处理所的接收到的数据，有可能是从另一 * 个设备发送过来的指令，可以根据簇ID来判断需要执行的子功能。 * 参数 pkt - 消息数据包 * 返回 无 */ static void MyFirstApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt ) unsigned char buffer5; sw

14、itch ( pkt-clusterId ) case MyFirstApp_CLUSTERID: osal_memcpy(buffer, pkt-cmd.Data, 5); if(buffer0=H & buffer1=e & buffer2=l & buffer3=l & buffer4=o) / 接收到正确消息，让LED1闪烁一次 HalLedBlink ( HAL_LED_1, 1, 50, 500 ); else / 接收到错误消息，让LED2不停闪烁 HalLedBlink ( HAL_LED_2, 0, 50, 500 ); break; 5 2013国培企业顶岗培训广州风标电子

15、 zigbee研究 /* */ 2.终端节点程序 /* EndDevice.c是终端设备端的应用程序，主要功能是向协调器发送“Hello”消息。 */ /* * INCLUDES 包含文件 */ #include OSAL.h #include AF.h #include ZDApp.h #include ZDObject.h #include ZDProfile.h #include Common.h #include DebugTrace.h #if !defined( WIN32 ) #include OnBoard.h #endif /* HAL */ #include hal_led

16、.h /* * GLOBAL VARIABLES 全局变量 */ / 应用程序使用到的簇ID，相当于子功能列表 const cId_t MyFirstApp_ClusterListMyFirstApp_MAX_CLUSTERS = MyFirstApp_CLUSTERID ; / 应用程序简单描述符 const SimpleDescriptionFormat_t MyFirstApp_SimpleDesc = MyFirstApp_ENDPOINT, / int Endpoint;端点 MyFirstApp_PROFID, / uint16 AppProfId2; MyFirstApp_DEV

17、ICEID, / uint16 AppDeviceId2;设备ID 6 2013国培企业顶岗培训广州风标电子 zigbee研究 MyFirstApp_DEVICE_VERSION, / int AppDevVer:4;设备版本号 MyFirstApp_FLAGS, / int AppFlags:4;设备标记 0, / byte AppNumInClusters;输入簇个数 (cId_t *)NULL, / byte *pAppInClusterList;输入簇列表 MyFirstApp_MAX_CLUSTERS, / byte AppNumInClusters;输出簇个数 (cId_t *)M

18、yFirstApp_ClusterList / byte *pAppInClusterList;输出簇列表 ; / 在这里定义端点/接口描述符变量，在MyFirstApp_Init()函数里面进行初始化。 endPointDesc_t MyFirstApp_epDesc; /* * LOCAL VARIABLES 本地变量 */ byte MyFirstApp_TaskID; / 任务ID用于处理任务和事件，在系统调用MyFirstApp_Init()时进行初始化 devStates_t MyFirstApp_NwkState; / 保存设备当前的网络状态 byte MyFirstApp_Tr

19、ansID; / 唯一的消息ID(计数器) afAddrType_t MyFirstApp_DstAddr; / 保存目标地址 /* * LOCAL FUNCTIONS 本地函数声明 */ static void MyFirstApp_SendTheMessage( void ); /* * 函数 MyFirstApp_Init * 说明 初始化任务，在系统初始化的过程中调用，所有的与应用有关的 * 初始化都在这里进行(如硬件初始化，设置，数据表的初始化， * 上电通知等. ). * 参数 task_id - OSAL分配的ID，在应用程序中，应该使用这个ID来发送 * 消息和设置定时器. *

20、 返回 无 */ void MyFirstApp_Init( uint8 task_id ) MyFirstApp_TaskID = task_id; MyFirstApp_NwkState = DEV_INIT; MyFirstApp_TransID = 0; 7 2013国培企业顶岗培训广州风标电子 zigbee研究 / 设备的硬件初始化可以在这里进行，也可以在main()(Zmain.c)里面进行. / 如果该硬件是与应用有关的，最后在这里进行初始化. / 如果与设备的其它方面相关，可以在main()里面进行. MyFirstApp_DstAddr.addrMode = (afAddrM

21、ode_t)Addr16Bit; MyFirstApp_DstAddr.endPoint = MyFirstApp_ENDPOINT; MyFirstApp_DstAddr.addr.shortAddr = 0; / 设置端点描述符. MyFirstApp_epDesc.endPoint = MyFirstApp_ENDPOINT; MyFirstApp_epDesc.task_id = &MyFirstApp_TaskID; MyFirstApp_epDesc.simpleDesc = (SimpleDescriptionFormat_t *)&MyFirstApp_SimpleDesc;

22、MyFirstApp_epDesc.latencyReq = noLatencyReqs; / 通过AF注册端点描述符 afRegister( &MyFirstApp_epDesc ); /* * 函数 MyFirstApp_ProcessEvent * 说明 任务事件处理函数，用于处理传递给本任务的所有事件，包括定时器， * 消息和其它用户定义的事件。 * 参数 task_id - OSAL分配的任务ID. * events - 要处理的事件，每一位都代表一个事件，可以同时包含多个事件 * 返回 无 */ uint16 MyFirstApp_ProcessEvent( uint8 task_

23、id, uint16 events ) afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt; if ( events & SYS_EVENT_MSG ) MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( MyFirstApp_TaskID ); while ( MSGpkt ) switch ( MSGpkt-hdr.event ) case ZDO_STATE_CHANGE: / ZDO状态改变消息 MyFirstApp_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt-hdr.status); if ( MyFir

24、stApp_NwkState = DEV_END_DEVICE ) / 开始定时发送数据 osal_start_timerEx( MyFirstApp_TaskID, MyFirstApp_SEND_MSG_EVT, MyFirstApp_SEND_MSG_TIMEOUT ); break; 8 2013国培企业顶岗培训广州风标电子 zigbee研究 default: break; / 释放内存 osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt ); / Next MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( M

25、yFirstApp_TaskID ); / 返回未处理的事件 return (events SYS_EVENT_MSG); / 发送数据定时器事件 / (第一次的定时器事件是在上面的ZDO_STATE_CHANGE事件中设置的). if ( events & MyFirstApp_SEND_MSG_EVT ) / 发送消息给另一个设备 MyFirstApp_SendTheMessage(); / 设置定时器，用于再次发送 osal_start_timerEx( MyFirstApp_TaskID, MyFirstApp_SEND_MSG_EVT, MyFirstApp_SEND_MSG_TIMEOUT ); / 返回未处理的事件 return (events MyFirstApp_SEND_MSG_EVT); / 丢弃未定义事件 return 0; /* * 函数 MyFirstApp_SendTheMessage * 说明 发送消息. * 参数 无 * 返回 无 */ static void MyFirstApp_SendTheMessage( void ) char theMessageData = Hello; 9 2013国培企业顶岗培训广州风标电子 zigbee研究 if ( AF_DataRequest( &MyFirstApp_DstAddr, /目标地址