物联网系列专业课程：ZStack无线协议栈教学课件

中智讯互联网+ZStack无线协议栈中智讯(武汉)科技有限公司日录Contents·ZStack无线协议栈ZStacksap.件框架·ZStack综合组网实验·ZStack通信协议解析·ZigBee设备通信实验ZStack协议栈概述中智讯定义Zigbee是EEE802154协议的代名词,根据这个协议规定的种短距离、低功耗的无线通信技术·T公司开发的ZStack是ZigBee协议栈,并且经过了ZgBe联盟的认可而为全球众多开发商所广泛采用·T忪公司的ZStack协议栈装载在一个基于AR开发环境的工程里·ZStack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。6:25/3ZStack协议栈中智讯ZSta实际上是帮助程序员方便开发ZigBeeFies扫的一套系统了mpleApp-SimpleContr≠·整个ZStack采用分层的软件结构囗HAL□MAC硬件抽象层(HAL)提供各种硬件横块的驱MT动,包括定时器Tmer,通用OGPo,田A通用异步收发传输器UART,模数转换ADC田PTHSEcurity的应用程序接口API,提供各种服务的扩展集日操作系统抽象层QSA实现了一个易用的操作|6270系统平台,通过时间片轮转函数实现任务调|12度,提供多任务处理机制。用户可以调用以OSAL提供的相关AP进行多任务编程,将自己的应用程序作为一个独立的任务来实现16:25/4ZStacki源码工程架构中智讯AP(ApplicationProgramming):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,在协议栈里面般是以操作系统的任务实现的HAL(Hardware(H/M)AbstractionLayer):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LB库的函数接口文件·MT(Monitortest):实现通过串口可控各层,与各层进行直接交互NWK(ZigBeeNetworkLayer):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(OperatingSystem(OS)AbstractionLayer):协议栈的操作系统。6:25/5ZStacki源码工程架构中智讯Profile:AF(Applicationwork)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,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。·Tols:工程配置目录,包括空间划分及ZStack相关配置信息。zD0(ZigBeeDeviceObjects):zD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·ZAin: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,这个EM8051DE自动生成的。6:25/6ZStack网络路由中智讯·ZStack采用无线自组网按需平面距离矢量路由协议AOD∨,建立一个ad-hoc网络,支持节点的移动,链接失败和数据丢失,能够自组织和自修复·当一个Router接受到个信息包之后,NMK层将会进行以下的工作:首先确认目的地,如果目的地就是这个Router的邻居,信息包将会直接传输给目的设备否则,Router将会确认和目的地址相应的路由表条目,如果对于目的地址能找到有效的路由表条目,信息包将会被传递到该条目中所存储的下一个hop地址;如果找不到有效的路由表条目,路由探测功能将会被启动,信息包将会被缓存直到发现一个新的路由信息;ZigBeeEndDevice(终端设备)不会执行任何路由函数,它只是简单的将信息传送给前面的可以执行路由功能的父设备。因此,如果Enddevice想发送信息给另外一个Enddevice,在发送信息之间将会启动路由探测功能,找到相应的父路由节点。16:25/7ZStack软件流程中智讯·整个ZStack的主要工作流程,大致分为系统启动,驱动初始化,OSAL初始化和启动,进入任务轮循几个阶段OSAL任务轮询主循环关中断分配64位长地址有事件发生是初始化存储器读取N比较优先级初始化O初始化OSAL高初始化HAL层驱动开中断调用事件处理函数初始化NVFlash设置Tme在CD显示设备信息是否结束初始化MAC层16:25/8STacke事件轮询机制中智讯件韩件任务事件1「事2|事3||辄骨4任务5任务·事件标志位轮询操作系统轮询·多级任务调度机制得1单2]事〗)(脚d在务4在务事1)事仰2)(事1625/9主函数man0中智讯·man函数存在于zain文件当中,先是从main函数开始运行的,mi函数实现的功能是,初始化硬件、初始化网络(加入/创建网络)、初始化任务列表、进入任务处理循环·intmain()主函数实现硬件的初始化其中包括·关总中断rosalintdisable(INTSALL·初始化板上硬件设置HALBOARDINIT)初始l/o口InitBoard(OBCOLD)·初始化HAL层