Zigbee通信机制

当子设备(终端节点或路由器)加入协调器的网络后，它们之间便可以相互通信了。Zigbee设备通信的实质是Zigbee设备端口与另一个Zigbee设备端口之间的通信。只要知道目标设备的网络地址和端口号就可以调用数据发送函数

“AF_DataRequest()” 发送数据给目标设备的端口，再由该端口绑定的任务来处理该数据。如下图所示。
无线传输与接收 - 图1
Zigbee设备提供给用户使用的端口为1~240号端口。若用户要使用某端口收发数据，则需要使用afRegister()函数在设备上注册该端口，注册完成后便可以使用该端口收发数据。

接下来我们分析一下这个端口注册函数“afStatus_t afRegister( endPointDesc_t *epDesc )”如何使用。
先看一下afRegister()函数的形参端口描述符“epDesc”，它包含了该端口的所有信息。

  1. typedef struct
  2. {
  3.   uint8 endPoint;        // 端口号
  4.   uint8 *task_id;        // 该端口绑定的任务的任务ID，发送至此端口的数据都由此任务处理
  5.   SimpleDescriptionFormat_t *simpleDesc;    // 简单描述符：存储该端口更多的信息
  6.   afNetworkLatencyReq_t latencyReq;            // 固定为noLatencyReqs
  7. } endPointDesc_t;

下面是简单描述符所包含的信息：

  1. typedefstruct 
  2. { 
  3.   byte EndPoint;                // 端口号 
  4.   uint16 AppProfId;             // 应用规范ID 
  5.   uint16 AppDeviceId;           // 特定规范ID的设备类型 
  6.   byte AppDevVer:4;             // 特定规范ID的设备的版本 
  7.   byte Reserved:4;              // AF_V1_SUPPORTusesforAppFlags:4. 
  8.   byte AppNumInClusters;        // 输入簇ID的个数 
  9.   cId_t *pAppInClusterList;        // 输入簇ID的列表 
  10.   byte AppNumOutClusters;       // 输出簇ID的个数 
  11.   cId_t *pAppOutClusterList;    // 输出簇ID的列表 
  12. }SimpleDescriptionFormat_t;

————————————————————————- Gateway.c —————————————————————————

  1. #include "OSAL.h"
  2. #include "AF.h"
  3. #include "ZDApp.h"
  4. #include "ZDObject.h"
  5. #include "ZDProfile.h"
  7. #include "GenericApp.h"
  8. #include "DebugTrace.h"
  10. #if !defined( WIN32 ) || defined( ZBIT )
  11.   #include "OnBoard.h"
  12. #endif
  14. #include "Gateway.h"
  16. /*********************************************************************
  17.  * MACROS
  18.  */
  20. /*********************************************************************
  21.  * CONSTANTS
  22.  */
  24. /*********************************************************************
  25.  * TYPEDEFS
  26.  */
  28. /*********************************************************************
  29.  * GLOBAL VARIABLES
  30.  */
  31. // 任务ID
  32. byte g_gateway_taskid = 0;
  34. /* 新添加代码 START */
  35. // 定义端口描述符
  36. endPointDesc_t g_gateway_epdesc = {0};
  37. // 定义简单描述符
  38. const cId_t Gateway_InClusterList[] =
  39. {
  40.   TRANSMISSION_CLUSTERID
  41. };
  42. #define GATEWAY_MAX_INCLUSTERS ( sizeof( Gateway_InClusterList )/
  43.                                     sizeof( Gateway_InClusterList[0] ))
  45. const cId_t Gateway_OutClusterList[] =
  46. {
  47.   TRANSMISSION_CLUSTERID
  48. };
  49. #define GATEWAY_MAX_OUTCLUSTERS ( sizeof( Gateway_OutClusterList )/
  50.                                     sizeof( Gateway_OutClusterList[0] ))
  52. const SimpleDescriptionFormat_t g_gateway_simpledesc =
  53. {
  54.   GATEWAY_ENDPOINT,                 //  int Endpoint;
  55.   GATEWAY_PROFID,                   //  uint16 AppProfId[2];
  56.   GATEWAY_DEVICEID,                 //  uint16 AppDeviceId[2];
  57.   GATEWAY_DEVICE_VERSION,           //  int   AppDevVer:4;
  58.   GATEWAY_FLAGS,                    //  int   AppFlags:4;
  59.   GATEWAY_MAX_INCLUSTERS,           //  byte  AppNumInClusters;
  60.   (cId_t *)Gateway_InClusterList,   //  byte *pAppInClusterList;
  61.   GATEWAY_MAX_OUTCLUSTERS,          //  byte  AppNumInClusters;
  62.   (cId_t *)Gateway_OutClusterList   //  byte *pAppInClusterList;
  63. };
  64. /* 新添加代码 END */
  65. /*********************************************************************
  66.  * GLOBAL FUNCTIONS
  67.  */
  69. /*********************************************************************
  70.  * LOCAL VARIABLES
  71.  */
  73. /*********************************************************************
  74.  * LOCAL FUNCTIONS
  75.  */
  76. static void Init_IndicatorLight(void);
  77. /*********************************************************************
  78.  * EXTERN VARIABLES
  79.  */
  81. /*********************************************************************
  82.  * EXTERN FUNCTIONS
  83.  */
  86. void Gateway_Init( uint8 task_id )
  87. {
  88.   g_gateway_taskid = task_id;
  90. /* 新添加代码 START */
  91.   // 填充端口描述符
  92.   g_gateway_epdesc.endPoint = GATEWAY_ENDPOINT;
  93.   g_gateway_epdesc.task_id = &g_gateway_taskid;
  94.   g_gateway_epdesc.simpleDesc = (SimpleDescriptionFormat_t *)&g_gateway_simpledesc;
  95.   g_gateway_epdesc.latencyReq = noLatencyReqs;
  96.   // 注册该端口
  97.   afRegister(&g_gateway_epdesc);
  98. /* 新添加代码 END */
  100.   // 初始化LED灯
  101.   Init_IndicatorLight();
  102.   // 通知g_gateway_taskid任务有LED灯闪烁事件发生
  103.   osal_set_event(g_gateway_taskid, EVENT_FLASH_LED);
  104. }
  106. uint16 Gateway_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )
  107. {
  108.   if ( events & EVENT_FLASH_LED )
  109.   {
  110.     // 置反LED灯
  111.     if(P1_0==1)
  112.     {
  113.       P1_0 = 0;
  114.     }
  115.     else
  116.     {
  117.       P1_0 = 1;
  118.     }
  119.     // 定时500毫秒后通知g_gateway_taskid任务有LED灯闪烁事件发生
  120.     osal_start_timerEx(g_gateway_taskid, EVENT_FLASH_LED, 500);
  121.     return (events ^ EVENT_FLASH_LED);
  122.   }
  124.   return 0;
  125. }
  127. static void Init_IndicatorLight(void)
  128. {
  129.   // P1_0，LED1，低电平亮，高电平灭
  130.   P1SEL &= ~(1<<0);
  131.   P1DIR |= (1<<0);      // IO口方向输出
  132.   P1_0 = 1;             // LED灯灭
  133. }

———————————————————————- Gateway.h ——————————————————————————

  1. #ifndef __GATEWAY_H
  2. #define __GATEWAY_H
  4. #ifdef __cplusplus
  5. extern "C"
  6. {
  7. #endif
  9. /*********************************************************************
  10.  * MACROS
  11.  */
  12. // 自定义事件
  13. #define EVENT_FLASH_LED 0x0001
  15. /* 新添加代码 START */
  16. // 简单描述符信息
  17. #define GATEWAY_ENDPOINT           8
  18. #define GATEWAY_PROFID             0x0F04
  19. #define GATEWAY_DEVICEID           0x0001
  20. #define GATEWAY_DEVICE_VERSION     0
  21. #define GATEWAY_FLAGS              0
  22. #define TRANSMISSION_CLUSTERID     0x01
  23. /* 新添加代码 END */
  25. /*********************************************************************
  26.  * CONSTANTS
  27.  */
  29. /*********************************************************************
  30.  * TYPEDEFS
  31.  */
  33. /*********************************************************************
  34.  *  VARIABLES
  35.  */
  37. /*********************************************************************
  38.  *  FUNCTIONS
  39.  */
  40. void Gateway_Init( uint8 task_id );
  41. uint16 Gateway_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events );
  43. #ifdef __cplusplus
  44. }
  45. #endif
  46. #endif

至此我们就已经在Zigbee设备上成功注册了端口8作为我们的数据收发端口

数据发送

上面我们已经注册了“端口8”作为我们数据的收发端口。那么接下来我们再来分析一下这个全协议栈唯一的数据发送函数“AF_DataRequest()”。

  1. afStatus_t AF_DataRequest( afAddrType_t *dstAddr, endPointDesc_t *srcEP, 
  2.                            uint16 cID,  uint16 len, uint8 *buf, uint8 *transID, 
  3.                            uint8 options, uint8 radius )
  • dstAddr：填充目标设备的网络地址和目标端口号。
  • srcEP：本身发送端口的端口描述符
  • cID：ClusterID，这个我们以后再分析
  • len：要发送数据的长度
  • buf：要发送的数据
  • transID：此条发送命令的发送ID
  • options：后面分析，默认AF_DISCV_ROUTE
  • radius：后面分析，默认AF_DEFAULT_RADIUS

我们的终端设备可以利用这个函数发送数据给协调器，协调器的网络地址已知固定为0x0000，上面已注册端口8为数据收发端口。
为了方便我们以后的编程，从现在开始我们将3种设备类型分为3个协议栈分开编程。
整体的编程思路为终端节点每隔1秒发送一次字符串数据“Enddevice”给协调器，协调器收到数据后置反LED灯开关状态。

终端节点编程：

————————————————————————- Gateway.h —————————————————————————

  1. ……
  2. // 定义周期发送数据事件
  3. #define EVENT_PERIOD_SEND_DATA        0x0002
  4. // Cluster
  5. #define TRANSMISSION_CLUSTERID        0x0001
  6. ……

—————————————————————————— Gateway.c ———————————————————————-

  1. void Gateway_Init( uint8 task_id )
  2. {    
  3.     ……
  4.   // 通知g_gateway_taskid任务有LED灯闪烁事件发生
  5.   //  osal_set_event(g_gateway_taskid, EVENT_FLASH_LED);    // 关掉上一篇文章的LED灯闪烁功能
  6.   // 开始定期发送数据给协调器
  7.   osal_set_event(g_gateway_taskid, EVENT_PERIOD_SEND_DATA);
  8. }
  10. uint16 Gateway_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )
  11. {
  12.   ……
  13.   // 处理周期性发送数据事件
  14.   if( events & EVENT_PERIOD_SEND_DATA )
  15.   {
  16.     uint8 data[] = "Enddevice";
  17.     // 目标地址为协调器
  18.     afAddrType_t dstaddr = {0};
  19.     dstaddr.addrMode = (afAddrMode_t)Addr16Bit; // 单播
  20.     dstaddr.addr.shortAddr = 0x0000;            // 目标地址为协调器
  21.     dstaddr.endPoint = GATEWAY_ENDPOINT;        // 目标端口为收发数据端口8
  22.     // 发送数据
  23.     AF_DataRequest(&dstaddr,                    // 目标设备地址和端口
  24.                    &g_gateway_epdesc,           // 发送设备的端口描述符
  25.                    TRANSMISSION_CLUSTERID,      // 数据传输Cluster
  26.                    sizeof(data),               // 要发送数据的大小
  27.                    data,                        // 要发送的数据
  28.                    &g_transid,                  // 此条发送命令的发送ID
  29.                    AF_DISCV_ROUTE,              // 后面分析，默认AF_DISCV_ROUTE
  30.                    AF_DEFAULT_RADIUS);          // 后面分析，默认AF_DEFAULT_RADIUS
  32.     // 每隔1秒发送一次字符串数据“Enddevice”给协调器
  33.     osal_start_timerEx(g_gateway_taskid, EVENT_PERIOD_SEND_DATA, 1000);
  35.     return (events ^ EVENT_PERIOD_SEND_DATA);
  36.   }
  37.   ……
  38. }

数据接收

协调器设备要接收来自终端设备的数据。

协调器编程
———————————————————————- Gateway.c ——————————————————————————

  1. uint16 Gateway_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )
  2. {
  3.   afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt;
  5.   if ( events & SYS_EVENT_MSG )
  6.   {
  7.     MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( g_gateway_taskid );
  8.     while ( MSGpkt )
  9.     {
  10.       switch ( MSGpkt->hdr.event )
  11.       {
  12.         // 接收无线数据事件
  13.         case AF_INCOMING_MSG_CMD:
  14.           // 处理无线数据函数
  15.           Gateway_MessageMSGCB(MSGpkt);
  16.           break;
  18.         default:
  19.           break;
  20.       }
  21.       // Release the memory
  22.       osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt );
  23.       // Next
  24.       MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( g_gateway_taskid );
  25.     }
  27.     // return unprocessed events
  28.     return (events ^ SYS_EVENT_MSG);
  29.   }
  30.   ……
  31. }

数据处理

协调器设备接收到终端设备的无线数据后，置反一次LED灯的开关状态。

协调器编程：
—————————————————————- Gateway.h ———————————————————————————

  1. ……
  2. // Cluster
  3. #define TRANSMISSION_CLUSTERID        0x0001
  4. ……

—————————————————————————— Gateway.c ————————————————————————

  1. // 声明无线数据处理函数
  2. static void Gateway_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt );
  4. void Gateway_Init( uint8 task_id )
  5. {    
  6.   ……
  7.   // 通知g_gateway_taskid任务有LED灯闪烁事件发生
  8. //  osal_set_event(g_gateway_taskid, EVENT_FLASH_LED);    // 关掉上一篇文章的LED灯闪烁功能
  9. }
  11. uint16 Gateway_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )
  12. {
  13.   ……
  14.   if ( events & EVENT_FLASH_LED )
  15.   {
  16.      ……
  17.     // 定时500毫秒后通知g_gateway_taskid任务有LED灯闪烁事件发生
  18. //    osal_start_timerEx(g_gateway_taskid, EVENT_FLASH_LED, 500);    // 关闭自动闪烁LED功能
  19.     return (events ^ EVENT_FLASH_LED);
  20.   }
  21.   ……
  22. }
  24. static void Gateway_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt )
  25. {
  26.   switch ( pkt->clusterId )
  27.   {
  28.     case TRANSMISSION_CLUSTERID:
  29.       {
  30.         // 置反LED灯开关状态
  31.         osal_set_event(g_gateway_taskid, EVENT_FLASH_LED);
  32.       }
  33.       break;
  34.   }
  35. }

分别按下终端设备和协调器设备工程的编译按钮，0错误0警告，然后我们将程序分别烧录到两个CC2530设备中，等待设备自动组网后，协调器就可以收到终端设备每秒钟发送过来的数据，然后置反LED灯开关状态，我们就可以观察协调器上的LED灯1秒钟闪烁一次了。

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