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ZigBee组网实验:多终端节点向协调器发送数据&协调器给终端节点发送数据
https://blog.csdn.net/mchen_6431/article/details/80562510 2018年06月04日 08:35:29 mchen_6431 阅读数:3655 1、多终端节点向协调器发送数据本节介绍一个终端节点发送数据,协调器接收并打印到串口上的例子。对应的程序代码: ZStack-CC2530-2.5.1a\Projects\zstack\Samples\SendTest (1)系统环境配置 文档名称:SendTest程序及ZIGBEE入门介绍 硬件平台:IOT-NODE2530 软件平台:IAR EW8051-8103 首先到TI官网下载最新的Zstack协议栈,http://www.ti.com.cn/tool/cn/Z-STACK 本文使用的协议栈为swrc126.zip (22MB) - contains ZStack-CC2530-2.5.1-a.exe 下载完后,直接安装即可。默认安装到:C:\Texas Instruments\ZStack-CC2530-2.5.1a; 如果更改了安装目录,请自行查找对应目录。安装完了,对应的文件夹如下: 请在开发前详细了解Documents下的文档,这些文档对了解Zstack协议栈很有帮助,可以重点了解以下三个文档: Z-Stack Sample Application For CC2530DB.pdf Z-Stack Sample Applications.pdf Z-Stack User's Guide - CC2530DB.pdf 安装这三个文档一步步做下来,基本能了解Zstack协议栈的开发。 在Zstack中如果使用自己的名称来命名工程,如SendTest工程请参考C:\Texas Instruments\ZStack-CC2530-2.5.1a\Documents Create New Application For CC2530DB.pdf文档。 程序代码见附件,IAR工程中已经进行了适当处理,可以脱离TI的环境单独运行。 (2)协议栈构架 首先打开程序代码,找到IAR工程 如下图所示:
§ App:应用层目录,这也是用户创建各种不同工程的区域; § HAL:硬件层目录,包括着与硬件相关的配置及操作函数; § MAC:MAC层目录,包括着MAC层配置参数文件及MAC LIB库的函数接口文件; § MT:包括基于AF层的调试函数文件,主要包括串口等通信函数;§ NWK:网络层目录,包括着网络层配置参数文件及MAC LIB库的函数接口文件; § OSAL:系统目录,包括协议栈系统文档; § Profile:AF层目录,包括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文档;Tools:工程配置目录,包括协议栈等配置文档; § ZDO ZDO ZDO ZDO:层目录,包括层处理函数文档; § 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 § ZMain: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,这是EW8051IDE自动生成的;
(3)程序的编译和下载 (i)项目属性设置 选择菜单Project->Options、右击菜单options或者通过热键(ALT+F7)打开工程属性设置。 也可以鼠标右击workspace中的工程名,如下图:
打开属性设置后如图:
一般来说,如果是在TI的协议栈的进行修改,里面的设置就不用修改。如果要具体了解各参数,请参照IAR文档。 这里值得注意的是Texas Instruments下的Download的标签,如果第一次用建议像如图那样选择,这样是将整个FALSH擦除后再Download
(ii)编译与烧写
选择Project->Debug或者热键(Ctrl+D)给开发板上的Zigbee模块下载程序。 也可以直接点IAR的如下图标来编译和下载程序 同时也可以在workspace中的工程名上点击鼠标右键来选择编译。 下图显示为DEBUG时的选项: 在调试程序时,DEBUG还是非常有用的,它能告诉你程序运行到哪了,程序为什么没有出现你预期的结果等,因此,选择一个仿真器还是有用的,并且有些仿真器加上一个节点就可以充当packet sniffer工具,对空中的包能进行实时跟踪。下图是在深联科技仿真器抓到的本例子的数据包,以后会对这些包结构做一定解析,如果也可以参考ZigBee协议栈文档,上面对这些包结构有详细的说明。 从图中的RSSI中可以看到节点的性能,负数越接近0表明节点性能越好,通信距离越长,并且协调器已经给一个终端节点分配了短地址0x796F(该地址可以通过计算得到,见IEEE 802.15.4文档)。 (4) 实验程序简单分析 在本实验中用户涉及的程序主要有OSAL_SendTest.c,SendTest.c,SendTest.h。其他程序协议栈程序只做简单修改就行。比如我使用的是IOT-NODE2530需要修改一下串口函数等。因为硬件平台的差异性,大家可以根据实际进行修改。下面主要介绍上面提到的三个函数。 OSAL_SendTest.c函数是协议栈操作系统处理函数,这个函数实现对本实验中需要的任务的添加,具体函数如下: const pTaskEventHandlerFn tasksArr[] = { macEventLoop, nwk_event_loop, Hal_ProcessEvent, #if defined( MT_TASK ) MT_ProcessEvent, #endif APS_event_loop, #if defined ( ZIGBEE_FRAGMENTATION ) APSF_ProcessEvent, #endif ZDApp_event_loop, #if defined ( ZIGBEE_FREQ_AGILITY ) || defined ( ZIGBEE_PANID_CONFLICT ) ZDNwkMgr_event_loop, #endif SendTest_ProcessEvent };
最后一条语句是添加本实验任务的。tasksArr的使用的参数请参照OSAL API.pdf文档。 SendTest.c是本实验用户程序的具体实现。下面来分析一下该程序。 首先,本程序不考虑协议栈绑定等相关内容,在程序中屏蔽了绑定,实验数据只是从终端节点传送到协调器节点,对于ZIGBEE网络协调器节点的短地址始终为0x0000,因此在用发送函数时,目的地址写上0x0000就能传到协调器。 其次,两个设备的 endPoint要保持一致,否则将不能通信。在程序中将SendTest_DstAddr.endPoint = SendTest_ENDPOINT;(SendTest_ENDPOINT=10)。 程序实现结果是:协调器的串口上输出如图内容:
本实例支持多个终端同时向协调器发送数据。为了区分是哪个节点发送的数据,在数据前面加上01 02 03...做区别,如上图示,为三个终端节点同时向协调器发送数据的例子。 对于怎么修改数据请参考下面代码,其中theMessageData[]为用户需要发的数据: static void SendTest_SendTheMessage( void ) { char theMessageData[] = "02 Welcome to use this sendTest ----chenym\n--The test is based on IOT-NODE2530--\n"; if ( AF_DataRequest( &SendTest_DstAddr, &SendTest_epDesc, SENDTEST_CLUSTERID, (byte)osal_strlen( theMessageData ) + 1, (byte *)&theMessageData, &SendTest_TransID, AF_DISCV_ROUTE, AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS ) { // Successfully requested to be sent. } else { // Error occurred in request to send. } }
只有在终端节点加入网络后才能发送数据给协调器,一旦网络中断数据就不再发,这个机制是通过判断网络状态来实现的,代码如下: if ( (SendTest_NwkState == DEV_END_DEVICE) ) //只在设备为终端节点时,才发送数据 { // Start sending "the" message in a regular interval. osal_start_timer( SendTest_SEND_MSG_EVT, SendTest_SEND_MSG_TIMEOUT ); }
上面语句中SendTest_SEND_MSG_EVT是一个事件,只在定时器时间到才触发该事件,在程序中设置 #define SendTest_SEND_MSG_TIMEOUT 1000 也就是在网络建成后每一秒向协调器发送数据。 对于操作系统的介绍请参考文档,以后我也会就这个做些介绍。 SendTest_ProcessEvent函数为操作系统的一任务(上面已经介绍了怎么加入任务),总是被周期性轮询。当检测到一个event就执行相关程序。 在一个任务中有16个事件,用16位来表示,每一位代表一个事件,其中0x8000为系统事件SYS_EVENT_MSG,任务还和task_id有关。 MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SendTest_TaskID ); 程序段是将收到的消息存放到MSGpkt指定的区域中。 (下面代码,部分代码与程序可能有出入,请以具体程序参考。) while ( MSGpkt )//消息不为空 { switch ( MSGpkt->hdr.event ) { case KEY_CHANGE://按键状态改(本实验不涉及) SendTest_HandleKeys( ((keyChange_t *)MSGpkt)->state, ((keyChange_t *)MSGpkt)->keys ); break; case AF_DATA_CONFIRM_CMD://AF层数据发送完成后确认报告 // This message is received as a confirmation of a data packet sent. // The status is of ZStatus_t type [defined in ZComDef.h] // The message fields are defined in AF.h afDataConfirm = (afDataConfirm_t *)MSGpkt; sentEP = afDataConfirm->endpoint; sentStatus = afDataConfirm->hdr.status; sentTransID = afDataConfirm->transID; (void)sentEP; (void)sentTransID; HAL_TOGGLE_LED1();//加入LED1来指示数据发送出 // Action taken when confirmation is received. if ( sentStatus != ZSuccess ) { // The data wasn't delivered -- Do something } break; case AF_INCOMING_MSG_CMD://新的报文来 HAL_TOGGLE_LED1();//加入LED1来指示新报文来 SendTest_MessageMSGCB( MSGpkt );//新报文回调函数 break; case ZDO_NEW_DSTADDR://ZDO终端地址改变,这个是在加入绑定后引起的,本实验不涉及 ZDO_NewDstAddr = (ZDO_NewDstAddr_t *)MSGpkt; dstEP = ZDO_NewDstAddr->dstAddrDstEP; dstAddr = &ZDO_NewDstAddr->dstAddr; SendTest_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)dstAddr->addrMode; SendTest_DstAddr.endPoint = dstEP; SendTest_DstAddr.addr.shortAddr = dstAddr->addr.shortAddr; break; case ZDO_STATE_CHANGE://网络状态改变,在这里启动第一次数据传输 SendTest_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt->hdr.status); if ( (SendTest_NwkState == DEV_END_DEVICE) ) //只在设备为终端节点时,才发送数据 { // Start sending "the" message in a regular interval. osal_start_timer( SendTest_SEND_MSG_EVT, SendTest_SEND_MSG_TIMEOUT ); }//这个在上面已经有介绍 break; default: break; } // Release the memory osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt ); // Next MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SendTest_TaskID ); } if ( events & SendTest_SEND_MSG_EVT )//如果事件为消息传送事件 { // Send "the" message SendTest_SendTheMessage();//调用消息发送函数 // Setup to send message again if ( (SendTest_NwkState == DEV_END_DEVICE) )//解释同前 osal_start_timer( SendTest_SEND_MSG_EVT, SendTest_SEND_MSG_TIMEOUT ); // return unprocessed events return (events ^ SendTest_SEND_MSG_EVT); } 消息回调函数实现: void SendTest_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt ) { switch ( pkt->clusterId ) { case SendTest_CLUSTERID: // "the" message #if defined( LCD_SUPPORTED ) HalLcdWriteScreen( (char*)pkt->cmd.Data, "rcvd" ); #elif defined( WIN32 ) WPRINTSTR( pkt->cmd.Data ); #endif HalUARTWrite( HAL_UART_PORT_1,(pkt->cmd).Data, (pkt->cmd).DataLength);//将接收到的数打印到串口上 break; } }
对于串口的初始化在SendTest_Init函数中,上面的红色显示函数就是将收到的数据信息打印在串口终端上。 下面介绍一下,发送函数AF_DataRequest 该函数用于发送数据 函数声明: afStatus_t AF_DataRequest( afAddrType_t *dstAddr, endPointDesc_t *srcEP, uint16 cID, uint16 len, uint8 *buf, uint8 *transID, uint8 options, uint8 radius );
具体参数: dstAddr:目的地址指针,其中的地址模式是:afAddrNotPresent(用于绑定)、afAddrGroup(传送到一组目的节点)afAddrBroadcast(广播发送)、afAddr16Bit(直接发送),在本实验中afAddr16Bit地址模式,在SendTest_Init初始化中将SendTest_DstAddr.addrMode 设置为(afAddrMode_t)Addr16Bit; srcEP:发送的endpoint的Endpoint描述的指针 cID:Cluster ID,实验中使用SendTest_CLUSTERID len:发送数据包长度,该长度不包括ZIGBEE包中的帧头和帧尾,只是用户数据的长度 buf:用户发送数据区指针 transID:传输序号指针,该序号将随发送的次数增加而增加 options:具体参数参照下表:
(5)生成hex文件 如果需要将代码生成hex文件,请在协议栈里设置: (1)首先打开f8w2530.xcl文件 位置为: 修改下面两行代码: // Include these two lines when generating a .hex file for banked code model: -M(CODE)[(_CODEBANK_START+_FIRST_BANK_ADDR)-(_CODEBANK_END+_FIRST_BANK_ADDR)]*\ _NR_OF_BANKS+_FIRST_BANK_ADDR=0x8000 // 将注释去掉。不过在用debug调试模式时,需要注释,请区别对待。否则会提示如下警告:
另外进行如下设置: 重新编译就能生成hex文件了,对应的位置为: SendTest\CC2530DB\EndDeviceEB\Exe 文件夹内。
(6) 用cc debugger调试程序
安装(5)的设置,首先注释掉下面两行: // Include these two lines when generating a .hex file for banked code model: //-M(CODE)[(_CODEBANK_START+_FIRST_BANK_ADDR)-(_CODEBANK_END+_FIRST_BANK_ADDR)]*\ //_NR_OF_BANKS+_FIRST_BANK_ADDR=0x8000 //
另外进行如下设置:
请用户区分对待。
2、协调器控制终端发送数据
在实验1中,只实现了终端enddevice主动向协调器发送数据的情况。本例子实现由协调器发送命令让终端开始传输数据。对应的程序代码为:ZStack-CC2530-2.5.1a\Projects\zstack\Samples\SendTest_Cor (1)系统环境配置 文档名称:SendTest程序及ZIGBEE入门介绍 硬件平台:IOT-NODE2530 软件平台:IAR EW8051-8103 其他见实验9. (2)程序实现与分析 现在简单实现如下: (i)、加入串口回调函数并在SendTest.c的开始声明函数 void testCB(uint8 port,uint8 event) { uint8 temp[9]; uint8 IEEE_ADDR[8]; HAL_TOGGLE_LED1(); if (event & HAL_UART_RX_TIMEOUT) { HalUARTRead(HAL_UART_PORT_0,temp,9); for(uint8 i=0;i case SENDTEST_CLUSTERID: // "the" message #if defined( LCD_SUPPORTED ) HalLcdWriteScreen( (char*)pkt->cmd.Data, "rcvd" ); #elif defined( WIN32 ) WPRINTSTR( pkt->cmd.Data ); #endif HalUARTWrite( HAL_UART_PORT_0,(pkt->cmd).Data, (pkt->cmd).DataLength);//将接收到的数打印到串口上 if((pkt->cmd).Data[8]==0x55) { HAL_TOGGLE_LED2(); osal_start_timerEx( SendTest_TaskID, SENDTEST_SEND_MSG_EVT, //只有在收到协调器给发送的0x55时才启动发送 SENDTEST_SEND_MSG_TIMEOUT ); } else osal_stop_timerEx(SendTest_TaskID,SENDTEST_SEND_MSG_EVT);//其他情况停止发送 break; } }
(iii)、当协调器和终端节点分别烧写程序后,先使用SmartRF Flash Programmer软件读一下终端节点的64位长地址,在例子中改为:00 12 4B 00 02 4A CE E2 如图:
然后打开串口助手,在串口助手中写入 E2 CE 4A 02 00 4B 12 00 55,则启动终端节点发送,如果最后一位为其他值则停止发送。串口助手写入如图: 发送E2 CE 4A 02 00 4B 12 00 44将停止终端节点上报数据。
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