无线传感网技术及应用 课件 项目20 Z-Stack协议栈点播通信

项目二十

Z-Stack协议栈点播通信01项目导入项目导入

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。其特点是近距离、低复杂度、自组网、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。当采用广播通信方式时，ZigBee网络内的任何一个节点设备发送出广播数据，网络中的任何设备都可以接收到所发送的数据。通常情况下终端节点间是无法确定对方的16bit短地址的，也就无法了解对方的身份，相互间通信就失去了意义。ZigBee网络一般采用的方式是由终端节点采集数据，统一发送到协调器进行汇总，这种通信方式就称为点播通信。本项目通过2个CC2530模块的组网及点播通信，让大家能够了解CC2530模块点播通信的原理和整个过程。02项目分析项目分析

本项目需要使用2个以上的CC2530模块。首先二者需要组成一个小型的个域网，当组网成功后二者可以进行点播通信。在本项目中CC2530模块组网成功后模块A（终端节点）发送点播数据，模块B（协调器）接收到数据后让LED闪烁，从而提示二者已组网并通信成功。【项目要求】1．使用2个以上的CC2530模块实现组网。2．2个以上的CC2530模块间实现点播通信。03项目目标项目目标01了解ZigBee网络的PAN_ID概念。02掌握Z-Stack协议栈组网的工作原理。03学会使用Z-Stack协议栈进行点播通信。04知识储备知识储备CC2530模块间的通信采用的是ZigBee协议，要实现模块间的组网及点播通信，我们首先要ZigBee网络PAN_ID概念，其次要掌握基于Z-Stack协议栈点播通信的工作原理、代码编写及应用开发。ZigBee的PAN_ID(网络号)

在一个环境复杂的小区或者是工业现场中，存在各种用途的ZigBee设备。有些ZigBee设备分属不同功能网络。为避免设备相互间的干扰，需要使用PAN_ID给不同网络编号。ZigBee协议使用一个16位的个域网标志符(PAN_ID)来标识一个网络。Z-Stack协议栈允许用两种方式配置PAN_ID。

在Tools下的f8wConfig.cfg文件中配置PAN_ID时，默认设置ZDAPP_CONFIG_PAN_ID为0xFFFF，协调器将根据自身的IEEE地址建立一个随机的PAN_ID(0~0x3FFF)。路由器和终端设备则会在自己的默认信道上随机选择一个网路加入，加入之后协调器的PAN_ID即为自己的PAN_ID。固定PAN_ID

当ZDAPP_CONFIG_PAN_ID不采用默认设置，设定为0x0001-0xfffe之间。那么协调器建立网络或路由和终端设备加入网络的PAN_ID就由这个设定值决定。如果协调器在建立网络的时候发现默认信道内该PAN_ID已经被占用，那么协调器会继续搜索其他的PAN_ID使用。带来的问题是，终端和路由器并不知道协调器换了PAN_ID，还会加入到原来设定的PAN_ID中去。ZigBee点对点通信

ZigBee网络拓扑结构虽然理论上有星型、树型和网状网三种，根据实际网络地址分配算法可以看出Z-Stack协议采用的树形结构。当网络拓扑结构发生变化时，节点分配的短地址也相应改变，因此任意两节点间的通信不可能使用短地址，也没有必要。一般采用的是协调器与路由或终端节点间的点对点通信。05代码修改5.1修改项目的PAN_ID项目实施前必须先准备好相应的设备和资源。用IAR打开项目文档。修改项目Tools下f8wConfig.cfg文件中DZDAPP_CONFIG_PAN_ID参数。5.2新建点播的结构体实例在SampleApp.c文件中系统默认建了结构体afAddrType_t的广播实例SampleApp_Periodic_DstAddr和组播实例SampleApp_Flash_DstAddr。这里我们新建结构体的点播实例SampleApp_P2P_DstAddr。结构体afAddrType_t

查看结构体afAddrType_t，可以看到结构体afAddrType_t构成：包括短地址、IEEE地址、地址模式、端点号、网络号。typedefstruct{union{uint16shortAddr;//16位短地址ZLongAddr_textAddr;//64位IEEE地址}addr;afAddrMode_taddrMode;//地址模式uint8endPoint;//端点号uint16panId;//网络号}afAddrType_t;枚举类型afAddrMode_t

这个结构体中包含了枚举类型afAddrMode_t，查看其内容可以看到ZigBee组网发送信息时对方的地址为以下几种类型之一，ZigBee网络中通常采用的是16bit短地址。typedefenum{

afAddrNotPresent=AddrNotPresent,//地址不存在

afAddr16Bit=Addr16Bit,//按16位地址发送信息

afAddr64Bit=Addr64Bit,//按64位地址发送信息

afAddrGroup=AddrGroup,//按组号发送信息

afAddrBroadcast=AddrBroadcast//广播发送信息}afAddrMode_t;结构体SampleApp_P2P_DstAddr赋值

为结构体SampleApp_P2P_DstAddr赋值，可直接复制前面广播的配置进行修改，增加后如下。SampleApp_P2P_DstAddr.addrMode=(afAddrMode_t)Addr16Bit;//接收方为16位短地址SampleApp_P2P_DstAddr.endPoint=SAMPLEAPP_ENDPOINT;SampleApp_P2P_DstAddr.addr.shortAddr=0x0000;//信息发送给协调器（协调器短地址固定为0000）5.3新建点播信息的发送函数自定义点播类型参数#defineSAMPLEAPP_P2P_CLUSTERID3新增点播信息的发送函数自定义点播数据发送函数SampleApp_Send_P2P_Message()voidSampleApp_Send_P2P_Message(void){uint8data[11]="0123456789";if(AF_DataRequest(&SampleApp_P2P_DstAddr,&SampleApp_epDesc,SAMPLEAPP_P2P_CLUSTERID,//接收方地址、端口、自定义包类型10,//发送的字节长度data,//发送的数据&SampleApp_TransID,//任务ID号AF_DISCV_ROUTE,

//传送跳数AF_DEFAULT_RADIUS)==afStatus_SUCCESS)｝5.4修改点播信息的发送函数

系统事件处理函数SampleApp_ProcessEvent()中定义了当网络状态发生改变时，启动周期事件。修改代码当周期事件发生时调用函数SampleApp_SendP2PMessage()发送点播包。if(events&SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT){

//SampleApp_SendPeriodicMessage();

SampleApp_SendP2PMessage();//发送点播信息函数......5.5协调器收到信息后的处理

SampleApp_ProcessEvent()中可以看到，当系统收到信息包时，则调用处理函数SampleApp_MessageMSGCB()，同时将信息参数赋值到结构体afIncomingMSGPacket_t。voidSampleApp_MessageMSGCB(afIncomingMSGPacket_t*pkt){uint16flashTime;switch(pkt->clusterId){caseSAMPLEAPP_P2P_CLUSTERID:

HalUARTWrite(0,pkt->cmd.Data,pkt->cmd.DataLength);//将收到的数据信息从串口输出

break;

caseSAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID://如果收到广播包break;//直接忽略

}}06项目实施下载程序到CC2530模块项目实施前必须先准备好相应的设备和资源。用IAR打开项目文档。修改项目代码。选择目录树上方的下拉菜单选择Cood