SimpleApp例子中网络的形成过程

来源：互联网发布：java ssh框架面试题编辑：程序博客网时间：2024/05/01 18:09

SimpleApp例子中网络的形成过程

每个设备都有一组被配置的参数，整个配置参数在代码中已经定义了默认值（在f8wConfig.cfg）中，在同个网络中，所有设备的“网络细节”配置参数（如PANID，Channel等）应该被设置成一样的值。每个设备的“设备细节”配置参数（Coordinator，RouterEndDevice等）可能配置为不同的值。

但是，ZCD_NV_LOGICAL_TYPE必须被设置，确保①有正确的一个设备作为协调器被配置②所有电池供电的设备作为终端设备被配置。一旦这些工作都完成，这个设备就可以以任意方式启动，协调器设备将建立网络，其他设备将发现和加入这个网络。

协调器将扫描所有被ZCD_NV_CHANLIST参数制定的通道和选择1个最小能量的通道，如果有2个以上的最小能量通道，则协调器选择在ZigBee网络中存在的序号最小的通道，协调器将选择用ZCD_NV_PANID参数指定的网络ID，路由器和终端设备将扫描用ZCD_NV_CHANLIST配置参数指定的通道和试图发现ID为ZCD_NV_PANID参数指定的网络。

（1）协调器格式化网络

协调器将扫描DEFAULT_CHANLIST指定的通道，最后在其中之一上形成网络，在f8wConfig.cfg文件中，可以看到其定义如下：

-DDEFAULT_CHANLIST=0x00000800 // 11 -0x0B

还可以查看到PANID的定义：

-DZDAPP_CONFIG_PAN_ID=0xFFFF

如果ZDAPP_CONFIG_PAN_ID被定义为0xFFFF,那么协调器将根据自身的IEEE地址建立一个随机的PANID，如果ZDAPP_CONFIG_PAN_ID没有被定义为0xFFFF,那么协调器建立网络的PANID将由ZDAPP_CONFIG_PAN_ID指定。

可以在下面的函数发现PID的判断

ZStatus_t ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB( byteResultCount,

networkDesc_t *NetworkList )

{

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

for ( i = 0; i < ResultCount; i++,pNwkDesc = pNwkDesc->nextDesc )

{

if ( zgConfigPANID != 0xFFFF )

{

// PAN Id is preconfigured. check if it matches

// only 14 bits of pan id is used

if ( pNwkDesc->panId != ( zgConfigPANID& 0x3FFF ) )

continue;

}

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

}

当所有的参数配置好后，可以调用下面的函数来格式化网络。

ZStatus_t NLME_NetworkFormationRequest( uint16 PanId,uint32 ScanChannels,

byte ScanDuration, byte BeaconOrder,

byte SuperframeOrder,

byte BatteryLifeExtension );

（2）路由器和终端设备加入网络

路由器和终端设备启动后，将扫描DEFAULT_CHANLIST指定的频道，如果ZDAPP_CONFIG_PAN_ID没有被定义为0xFFFF,则路由器将强制加入ZDAPP_CONFIG_PAN_ID定义的网络。

发现一个网络可以调用下面的函数

ZStatus_t NLME_NetworkDiscoveryRequest( uint32ScanChannels, byte scanDuration);

该函数要求网络层去发现邻居路由器节点，并且应该在进行网络扫描之前调用，扫描的结果由ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB()函数返回。其中：

ScanChannels-----准备扫描的信道号（信道号的范围为11~26，也就是2.4GHz频段有效）

scanDuration--------规定了在新的网开始建立之前，其他网络可能扫描每个信道的时间其长度。

发现网络存在后，就调用下面的函数加入网络

ZStatus_t NLME_OrphanJoinRequest( uint32 ScanChannels,byte ScanDuration );

该函数要求网络层以孤节点的形式加入网络，函数调用的结果由ZDO_JoinIndicationCB返回。其中：

ScanChannels------准备扫描的信道号

scanDuration--------规定了在新的网开始建立之前，其他网络可能扫描每个信道的时间其长度。

（3）实际上，ZigBee设备启动时不直接调用上面的三个函数，而是通过调用ZDO_StartDevice（）函数来启动设备。当sapi_Init()函数的最后，调用osal_set_event(task_id,ZB_ENTRY_EVENT);函数，触发ZB_ENTRY_EVENT事件后，ZCD_NV_STARTUP_OPTION被设置为ZCD_STARTOPT_AUTO_START后，在zb_HandleKeys（）函数中，也就是按下SW1键后。会在SAPI_ProcessEvent(byte task_id, UINT16 events )函数中执行下面的语句。

if ( events & ZB_ENTRY_EVENT)

{

uint8 startOptions;

// Give indication to application of device startup

zb_HandleOsalEvent( ZB_ENTRY_EVENT );

// LED off cancels HOLD_AUTO_START blink set in thestack

HalLedSet (HAL_LED_4, HAL_LED_MODE_OFF);

zb_ReadConfiguration( ZCD_NV_STARTUP_OPTION, sizeof(uint8),&startOptions );

if ( startOptions & ZCD_STARTOPT_AUTO_START)

{

zb_StartRequest();

}

else

{

// blink leds and wait for external input to config andrestart

HalLedBlink(HAL_LED_2, 0, 50, 500);

}

return (events ^ ZB_ENTRY_EVENT );

}

下面是zb_StartRequest();函数的源代码

void zb_StartRequest()

{

uint8 logicalType;

// Start the device

// start delay = min(NWK_START_DELAY,zgStartDelay) + rand() - only for fresh start, notrestore

if ( zgStartDelay <NWK_START_DELAY )

zgStartDelay = 0;

else

zgStartDelay -= NWK_START_DELAY;

// check that bad combinations ofcompile flag definitions and device type

//读取设备的逻辑设备

zb_ReadConfiguration(ZCD_NV_LOGICAL_TYPE, sizeof(uint8), &logicalType);

if( ( logicalType >ZG_DEVICETYPE_ENDDEVICE ) ||．．．．．． )//判断设备配置是否正确

{

SAPI_SendCback( SAPICB_START_CNF, ZInvalidParameter, 0);//配置错误

}

else

{

ZDOInitDevice(zgStartDelay);

}

return;

}

设备打开电源之后，由于还没有形成网络，所以经过设备逻辑类型的判断后，程序会跳转到ZDOInitDevice(zgStartDelay);下面是ZDOInitDevice(zgStartDelay);的程序定义。

uint8 ZDOInitDevice( uint16 startDelay )

{

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

#if defined ( NV_RESTORE )

// Get Keypad directly to see if a reset nvis needed.

// Hold down the SW_BYPASS_NV key (defined inOnBoard.h)

// while booting to skip past NV Restore.

if ( HalKeyRead() == SW_BYPASS_NV )

networkStateNV = ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE;

else

{

//Determine if NV should be restored 决定NV是否应该被重新载入

networkStateNV = ZDApp_ReadNetworkRestoreState();

}

if ( networkStateNV ==ZDO_INITDEV_RESTORED_NETWORK_STATE )

{

networkStateNV = ZDApp_RestoreNetworkState();

}

else

{

// Wipeout the network state in NV

NLME_InitNV();//清除NV中的网络状态

NLME_SetDefaultNV();

}

#endif

if ( networkStateNV ==ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE )

{

ZDAppDetermineDeviceType();

//加入网络的时延

extendedDelay = (uint16)((NWK_START_DELAY + startDelay)

+ (osal_rand() &EXTENDED_JOINING_RANDOM_MASK));

}

// Initialize device security初始化设备的安全属性

ZDApp_SecInit( networkStateNV );

// Trigger the network start开始网络的形成

ZDApp_NetworkInit( extendedDelay );

return ( networkStateNV );

}

其中，ZDApp_NetworkInit(extendedDelay );函数会触发ZDO_NETWORK_INIT事件，其源代码如下：

void ZDApp_NetworkInit( uint16 delay )

{

if ( delay )

{

// Waitawhile before starting the device一一段时间后启动设备。

osal_start_timerEx( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT, delay );

}

else

{

osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT );

}

而ZDO_NETWORK_INIT事件的处理函数位于Z-Stack应用层的任务事件处理函数ZDApp_event_loop()中，其代码如下:

UINT16 ZDApp_event_loop( byte task_id, UINT16 events )

{

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

if ( events &ZDO_NETWORK_INIT )

{

// Initialize apps and start the network 初始化网络应用程序并启动网络

devState= DEV_INIT;

ZDO_StartDevice( (uint8)ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType,devStartMode,

DEFAULT_BEACON_ORDER, DEFAULT_SUPERFRAME_ORDER );

// Return unprocessed events 返回没有处理的事件

return(events ^ ZDO_NETWORK_INIT);

}

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

return 0;

}

其实在ZDO_StartDevice()函数中，分别调用了NLME_NetworkFormationRequest(),NLME_NetworkDiscoveryRequest和NLME_OrphanJoinRequest函数。所以它会自动启动设备，并根据类型的不同做相应的工作，用户可以完全不用关心这些工作，而全部交给Z-Stack来完成。

void ZDO_StartDevice( byte logicalType, //设备逻辑类型

devStartModes_t startMode,//启动模式

byte beaconOrder, //信标的时间

byte superframeOrder )//超帧长度

{

ZStatus_t ret;

ret = ZUnsupportedMode;

#if defined(ZDO_COORDINATOR)

if ( logicalType == NODETYPE_COORDINATOR)

{

if (startMode == MODE_HARD )

{

devState = DEV_COORD_STARTING;

ret = NLME_NetworkFormationRequest( zgConfigPANID,zgDefaultChannelList,

zgDefaultStartingScanDuration, beaconOrder,

superframeOrder, false );

}

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

#if !defined ( ZDO_COORDINATOR ) || defined( SOFT_START )

if ( logicalType == NODETYPE_ROUTER ||logicalType == NODETYPE_DEVICE )

{

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

{

devState = DEV_NWK_DISC;//设置设备的属性

#if defined( MANAGED_SCAN )

ZDOManagedScan_Next();

ret = NLME_NetworkDiscoveryRequest( managedScanChannelMask,BEACON_ORDER_15_MSEC );

#else

ret = NLME_NetworkDiscoveryRequest( zgDefaultChannelList,zgDefaultStartingScanDuration );

#endif

}

else if (startMode == MODE_RESUME )

{

if ( logicalType == NODETYPE_ROUTER )

{

ZMacScanCnf_t scanCnf;

devState = DEV_NWK_ORPHAN;

scanCnf.hdr.Status = ZSUCCESS;

scanCnf.ScanType = ZMAC_ORPHAN_SCAN;

scanCnf.UnscannedChannels = 0;

scanCnf.ResultListSize = 0;

nwk_ScanJoiningOrphan(&scanCnf);

ret = ZSuccess;

}

else

{

devState = DEV_NWK_ORPHAN;

ret = NLME_OrphanJoinRequest( zgDefaultChannelList,

zgDefaultStartingScanDuration );

}

else

{

#if defined( LCD_SUPPORTED )

HalLcdWriteScreen( "StartDeviceERR", "MODEunknown" );

#endif

}

#endif //!ZDO COORDINATOR || SOFT_START

if ( ret != ZSuccess )

osal_start_timerEx(ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT, NWK_RETRY_DELAY);

}

0 0