CC2530 Zigbee组网流程程序分析_嵌入式培训-物联网培训-单片机培训-武汉华嵌科技专业机构

本文分析了zigbee 协议栈组网流程的程序，希望对开始研究zigbee组网流程的同学一些帮助。

第一个功能：协调器的组网，终端设备和路由设备发现网络以及加入网络
//第一步：Z-Stack 由 main（）函数开始执行，main（）函数共做了 2 件事：一是系统初始化，另外一件是开始执行轮转查询式
int main( void )

{

…….

// Initialize the operating system

osal_init_system(); //第二步，操作系统初始化
……

osal_start_system(); //初始化完系统任务事件后，正式开始执行操作系统

……

}
//第二步，进入 osal_init_system()函数，执行操作系统初始化

uint8 osal_init_system( void ) //初始化操作系统，其中最重要的是，初始化操作系统的任务

{

// Initialize the Memory Allocation System

osal_mem_init();

// Initialize the message queue

osal_qHead = NULL;

// Initialize the timers

osalTimerInit();

// Initialize the Power Management System

osal_pwrmgr_init();

// Initialize the system tasks.

osalInitTasks(); //第三步，执行操作系统任务初始化函数

// Setup efficient search for the first free block of heap.

osal_mem_kick();

return ( SUCCESS );

}
//第三步，进入osalInitTasks()函数，执行操作系统任务初始化

void osalInitTasks( void ) //第三步，初始化操作系统任务

{

uint8 taskID = 0;

tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt);

osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt));

//任务优先级由高向低依次排列，高优先级对应 taskID 的值反而小

macTaskInit( taskID++ ); //不需要用户考虑

nwk_init( taskID++ ); //不需要用户考虑

Hal_Init( taskID++ ); //硬件抽象层初始化，需要我们考虑

#if defined( MT_TASK )

MT_TaskInit( taskID++ );

#endif

APS_Init( taskID++ ); //不需要用户考虑

#if defined ( ZIGBEE_FRAGMENTATION )

APSF_Init( taskID++ );

#endif

ZDApp_Init( taskID++ ); //第四步，ZDApp层，初始化，执行ZDApp_init函数后，如果是协调器将建立网络，如果是终端设备将加入网络。

#if defined ( ZIGBEE_FREQ_AGILITY ) || defined ( ZIGBEE_PANID_CONFLICT )

ZDNwkMgr_Init( taskID++ );

#endif

SerialApp_Init( taskID ); //应用层SerialApp层初始化，需要用户考虑在此处设置了一个按键触发事件，
//当有按键按下的时候，产生一个系统消息

}

//第四步，进入ZDApp_init()函数，执行ZDApp层初始化
//The first step

void ZDApp_Init( uint8 task_id ) //The first step,ZDApp层初始化。

{

// Save the task ID

ZDAppTaskID = task_id;

// Initialize the ZDO global device short address storage

ZDAppNwkAddr.addrMode = Addr16Bit;

ZDAppNwkAddr.addr.shortAddr = INVALID_NODE_ADDR;

(void)NLME_GetExtAddr(); // Load the saveExtAddr pointer.

// Check for manual “Hold Auto Start”

ZDAppCheckForHoldKey();

// Initialize ZDO items and setup the device - type of device to create.

ZDO_Init();

// Register the endpoint description with the AF

// This task doesn’t have a Simple description, but we still need

// to register the endpoint.

afRegister( (endPointDesc_t *)&ZDApp_epDesc );

#if defined( ZDO_USERDESC_RESPONSE )

ZDApp_InitUserDesc();

#endif // ZDO_USERDESC_RESPONSE

// Start the device?

if ( devState != DEV_HOLD ) //devState 初值为DEV_INIT ，所以在初始化ZDA层时，就执行该条件语句

{

ZDOInitDevice( 0 ); //The second step, 接着转到ZDOInitDevice（）函数，执行The third step;

}

else

{

// Blink LED to indicate HOLD_START

HalLedBlink ( HAL_LED_4, 0, 50, 500 );

}

ZDApp_RegisterCBs();

}

//The third step,执行ZDOInitDevice()函数，执行设备初始化

uint8 ZDOInitDevice( uint16 startDelay ) //The third step， ZDO层初始化设备，

{
…….

// Trigger the network start

ZDApp_NetworkInit( extendedDelay ); //网络初始化，跳到相应的函数里头，执行The fourth step
…….
}

//The fouth step,执行 ZDApp_NetWorkInit()函数

void ZDApp_NetworkInit( uint16 delay ) //The fourth step,网络初始化

{

if ( delay )

{

// Wait awhile before starting the device

osal_start_timerEx( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT, delay ); //发送ZDO_NETWORK_INIT（网络初始化）消息到 ZDApp层，转到 //ZDApp层，执行The fifth step ， ZDApp_event_loop() 函数

}

else

{

osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT );

}

}
//The fifth step,转到ZDApp_event_loop()函数

UINT16 ZDApp_event_loop( uint8 task_id, UINT16 events )

{

if ( events & ZDO_NETWORK_INIT ) //The fivth step，网络初始化事件处理

{

// Initialize apps and start the network

devState = DEV_INIT;

//设备逻辑类型，启动模式，信标时间，超帧长度，接着转到The sixth step，去启动设备，接着执行The sixth step,转到ZDO_StartDevice()

ZDO_StartDevice( (uint8)ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType, devStartMode,

DEFAULT_BEACON_ORDER, DEFAULT_SUPERFRAME_ORDER );

// Return unprocessed events

return (events ^ ZDO_NETWORK_INIT);

}
}
//The sixth step,执行ZDO_StartDevice()函数，启动设备

void ZDO_StartDevice( byte logicalType, devStartModes_t startMode, byte beaconOrder, byte superframeOrder ) //The sixth step

{
……

if ( ZG_BUILD_COORDINATOR_TYPE && logicalType == NODETYPE_COORDINATOR ) //当设备作为协调器时，执行这个条件语句。

{

if ( startMode == MODE_HARD )

{

devState = DEV_COORD_STARTING;

//向网络层发送网络形成请求。当网络层执行 NLME_NetworkFormationRequest（）建立网络后，将给予 ZDO层反馈信息。

// 接着转到The seventh step,去执行ZDApp层的 ZDO_NetworkFormationConfirmCB（）函数

ret = NLME_NetworkFormationRequest( zgConfigPANID, zgApsUseExtendedPANID, zgDefaultChannelList,

zgDefaultStartingScanDuration, beaconOrder,

superframeOrder, false );

}

if ( ZG_BUILD_JOINING_TYPE && (logicalType == NODETYPE_ROUTER || logicalType == NODETYPE_DEVICE) ) //当为终端设备或路由时

{

if ( (startMode == MODE_JOIN) || (startMode == MODE_REJOIN) )

{

devState = DEV_NWK_DISC;

// zgDefaultChannelList与协调器形成网络的通道号匹配。网络发现请求。

// 继而转到ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB（）函数

      ret = NLME_NetworkDiscoveryRequest( zgDefaultChannelList, zgDefaultStartingScanDuration );
    }
}
……
}
//The seventh step，分两种情况，1.协调器   2.路由器或终端设备
1）协调器

void ZDO_NetworkFormationConfirmCB( ZStatus_t Status ) //The seventh step，给予ZDO层网络形成反馈信息（协调器）

{
osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_START ); //发送网络启动事件到 ZDApp层，接着转到ZDApp_event_loop（）函数
……
}

UINT16 ZDApp_event_loop( uint8 task_id, UINT16 events )

{
……

if ( events & ZDO_NETWORK_START ) // 网络启动事件

{

ZDApp_NetworkStartEvt(); //网络启动事件，接着跳转到The ninth step, 执行ZDApp_NetworkStartEvt()函数

……

}
}

void ZDApp_NetworkStartEvt( void ) //处理网络启动事件

{
……

osal_pwrmgr_device( PWRMGR_ALWAYS_ON ); //电源总是上电

osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_STATE_CHANGE_EVT ); //设置网络状态改变事件，发送到ZDApp层，转到The tenth step,去

…… // ZDApp_event_loop（）函数，找到相对应的网络改变事件。
}

2)路由器或终端设备
//The seventh step（终端设备），当发现有网络存在时，网络层将给予 ZDO 层发现网络反馈信息

ZStatus_t ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB( uint8 ResultCount, networkDesc_t *NetworkList )
{
…….
//把网络发现这个反馈消息，发送到ZDA层，转到 ZDApp_ProcessOSALMsg（），执行

ZDApp_SendMsg( ZDAppTaskID, ZDO_NWK_DISC_CNF, sizeof(ZDO_NetworkDiscoveryCfm_t), (uint8 *)&msg );

}

void ZDApp_ProcessOSALMsg( osal_event_hdr_t *msgPtr )

{
……
case ZDO_NWK_DISC_CNF: // (终端设备），网络发现响应。

……

//当发现有网络存在时，网络层将给予 ZDO 层发现网络反馈信息。然后由网络层发起加入网络请求，

//如加入网络成功，则网络层将给予 ZDO 层加入网络反馈,执行NLME_JoinRequest()函数。然后转到
//The ninth step,执行 ZDO_JoinConfirmCB()函数

if ( NLME_JoinRequest( ((ZDO_NetworkDiscoveryCfm_t *)msgPtr)->extendedPANID,

BUILD_UINT16( ((ZDO_NetworkDiscoveryCfm_t *)msgPtr)->panIdLSB, ((ZDO_NetworkDiscoveryCfm_t *)msgPtr)->panIdMSB ),

((ZDO_NetworkDiscoveryCfm_t *)msgPtr)->logicalChannel,

ZDO_Config_Node_Descriptor.CapabilityFlags ) != ZSuccess )

{

ZDApp_NetworkInit( (uint16)(NWK_START_DELAY

+ ((uint16)(osal_rand()& EXTENDED_JOINING_RANDOM_MASK))) );

}

……

}

void ZDO_JoinConfirmCB( uint16 PanId, ZStatus_t Status ) //The ninth step（终端设备）, 终端设备加入网络响应。

{
……

//将ZDO_NWK_JOIN_IND事件发送到ZDA层，执行 ZDApp_ProcessOSALMsg（）函数。

ZDApp_SendMsg( ZDAppTaskID, ZDO_NWK_JOIN_IND, sizeof(osal_event_hdr_t), (byte*)NULL );
}

void ZDApp_ProcessOSALMsg( osal_event_hdr_t *msgPtr )

{
……

case ZDO_NWK_JOIN_IND: //终端设备，加入网络反馈信息事件。

if ( ZG_BUILD_JOINING_TYPE && ZG_DEVICE_JOINING_TYPE )

{

ZDApp_ProcessNetworkJoin(); //转到ZDApp_ProcessNetworkJoin()，执行ZDApp_ProcessNetworkJoin()函数。

}

break;
……

}
在执行ZDApp_ProcessNetworkJoin()函数的时候，要分两种情况，一种是终端设备，一种是路由器：
3)终端设备：

void ZDApp_ProcessNetworkJoin( void ) //处理网络加入事件。

{
……

if ( nwkStatus == ZSuccess )

{

//设置 ZDO_STATE_CHANGE_EVT ，发送到ZDA层，执行 ZDApp_event_loop（）函数。

osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_STATE_CHANGE_EVT );
}
……
}
4)路由器：

void ZDApp_ProcessNetworkJoin( void )

{
……

if ( ZSTACK_ROUTER_BUILD )

{

// NOTE: first two parameters are not used, see NLMEDE.h for details

if ( ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType != NODETYPE_DEVICE )

{

NLME_StartRouterRequest( 0, 0, false ); //路由启动请求

}

}
……

}

void ZDO_StartRouterConfirmCB( ZStatus_t Status )

{

nwkStatus = (byte)Status;
……

osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_ROUTER_START );

}
UINT16 ZDApp_event_loop( uint8 task_id, UINT16 events )

{

if ( events & ZDO_ROUTER_START )

{

if ( nwkStatus == ZSuccess )

{

if ( devState == DEV_END_DEVICE )

devState = DEV_ROUTER; //设备状态变成路由器

osal_pwrmgr_device( PWRMGR_ALWAYS_ON );

}

else

{

// remain as end device!!

}

osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_STATE_CHANGE_EVT ); //设置ZDO状态改变事件

// Return unprocessed events

return (events ^ ZDO_ROUTER_START);

}
}

//The eighth step,执行ZDO状态改变事件

UINT16 ZDApp_event_loop( uint8 task_id, UINT16 events )

{
…….

if ( events & ZDO_STATE_CHANGE_EVT ) //The eighth step，网络改变事件，这个事件就是在设备加入网络成功后，
//并在网络中的身份确定后产生的一个事件

{

ZDO_UpdateNwkStatus( devState ); //更新网络状态，转到The eleventh step,执行 ZDO_UpdateNwkStatus（）函数。
……
}
}
//The ninth step,执行ZDO_UpdateNwkStatus()函数，完成网络状态更新

void ZDO_UpdateNwkStatus(devStates_t state) //The ninth step, 更新网络状态

{
……

zdoSendStateChangeMsg(state, *(pItem->epDesc->task_id)); //发送状态改变消息到zdo层，这是The tenth step,转到

//zdoSendStateChangeMsg（）函数

…….

ZDAppNwkAddr.addr.shortAddr = NLME_GetShortAddr(); //调用NLME_GetShortAddr()函数，获得16位短地址。

(void)NLME_GetExtAddr(); // Load the saveExtAddr pointer. //获得64位的IEEE地址。

}
//The tenth step,执行zdoSendStateChangeMsg（）函数

static void zdoSendStateChangeMsg(uint8 state, uint8 taskId) //The tenth step,

{

osal_event_hdr_t *pMsg = (osal_event_hdr_t *)osal_msg_find(taskId, ZDO_STATE_CHANGE);

if (NULL == pMsg)

{

if (NULL == (pMsg = (osal_event_hdr_t *)osal_msg_allocate(sizeof(osal_event_hdr_t))))

{

// Upon failure to notify any EndPoint of the state change, re-set the ZDO event to

// try again later when more Heap may be available.

osal_set_event(ZDAppTaskID, ZDO_STATE_CHANGE_EVT); //如果ZDO状态没有任何改变，再一次，跳到
//ZDO_STATE_CHANGE_EVT事件处理函数。

}

else

{

pMsg->event = ZDO_STATE_CHANGE; //如果ZDO状态改变了了，把ZDO_STATE_CHANGE这个消息保存到pMsg

pMsg->status = state;

(void)osal_msg_send(taskId, (uint8 *)pMsg); //转到MT_TASK.C，去执行The eleven step, MT_ProcessIncomingCommand()函数

}

……

}

//The eleventh step,去执行MT_ProcessIncomingCommand()函数

void MT_ProcessIncomingCommand( mtOSALSerialData_t *msg )

{
……

case ZDO_STATE_CHANGE: //The thirteenth step, 接着跳到MT_ZdoStateChangeCB（）函数。
//自此，协调器组网形成（终端设备成功加入网络）

MT_ZdoStateChangeCB((osal_event_hdr_t *)msg);

break;
……
}

//第五步，//初始化玩系统任务事件后，正是开始执行操作系统，此时操作系统不断的检测有没有任务事件发生，一旦检测到有事件发生，就转 //到相应的处理函数，进行处理。

void osal_start_system( void ) //第五步，正式执行操作系统

{

#if !defined ( ZBIT ) && !defined ( UBIT )

for(;;) // Forever Loop //死循环

#endif

{

uint8 idx = 0;

osalTimeUpdate();

Hal_ProcessPoll(); // This replaces MT_SerialPoll() and osal_check_timer().

do {

if (tasksEvents[idx]) // Task is highest priority that is ready.

{

break; // 得到待处理的最高优先级任务索引号idx

}

} while (++idx < tasksCnt);

if (idx < tasksCnt)

{

uint16 events;

halIntState_t intState;

HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState); //进入临界区

events = tasksEvents[idx]; //提取需要处理的任务中的事件

tasksEvents[idx] = 0; // Clear the Events for this task. // 清除本次任务的事件

HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); //退出临界区

events = (tasksArr[idx])( idx, events ); //通过指针调用任务处理函数，紧接着跳到相应的函数去处理，此为第五步

HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState); //进入临界区

tasksEvents[idx] |= events; // Add back unprocessed events to the current task. // 保存未处理的事件

HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); //退出临界区

}

#if defined( POWER_SAVING )

else // Complete pass through all task events with no activity?

{

osal_pwrmgr_powerconserve(); // Put the processor/system into sleep

}

#endif

}

转自：http://blog.sina.com.cn/s/blog_9d48d26f01015tph.html