基于精簡協議棧的ZigBee網絡節點研究
消息從源節點的源端點發送到目標節點的目標端點。消息分直接消息(指定了目標地址)和非直接消息(僅定義了源節點、源端點和簇,沒有指定目標地址)。端點號從1到255由應用程序設置(端點0由棧保留使用)。消息發送以,協議棧會向父節點路由此消息。如果收到APS的ack確認,協議棧就會將消息發送給目標端點。
2.3 接收消息
協議棧使用以下APL訪問函數接收數據包。
aplGetRxDstEp()返回目的端點
aplGetRxCluster()返回簇號
aplGetRxSrcEp()返回源端點
aplGetRxSADDR()返回源端點的短地址
aplGetRxMsgLen()返回消息長度
aplGetRxMsgData()返回消息數據的指針
aplGetRxRSSI()返回收到消息的信號強度
而后用戶回調函數usrRxPacketCallback()將被調用。這個函數將使用用戶數據結構保存數據,設置已收到數據的標志位。此函數結束后消息數據的指針將會被釋放,所以在函數結束之前要將數據保存以防止下一個包將數據覆蓋掉。
2.4 編寫用戶應用程序
編寫用戶應用程序時,要確定端點的連接方式。一種簡單的方式是RFD節點周期性地向
協調器節點返回數據。這樣做比較簡單,因為協調器的地址總是0。
RFD節點間使用直接方式通信比較困難。因為RFD節點的短地址是由其接入網絡的順序和深度決定的,事先并不知道。當然可以在協調器節點上增加程序告知RFD節點它們的地址,但這使復雜程度增加了。比較好的方式是使用非直接消息方式進行RFD節點間通信。RFD節點都將消息發送給協調器節點,協調器節點根據綁定表向正確的節點發送數據。
圖1 有限狀態機狀態轉移圖
整個程序的運轉是靠一個有限狀態機維持的。圖1給出了這個狀態機的狀態轉移圖。
2.5 函數總結
鑒于APL層函數接口對程序設計的重要性,將這些函數做一個總結。
表3 APL服務調用
表4 APL/APS訪問和功能函數
表3是APL服務,這些函數需要調用apsBusy()確定其是否完成,并且使用aplGetStatus()函數返回狀態。表4是APL/APS訪問及功能函數。
結語
無線傳感器網絡具有廣闊的應用前景,由ZigBee協議可以方便有效地組建無線傳感器網絡。在整個應用中,主要硬件設備可由一個51單片機加上2.4 GHz的收發模塊組成,采用CC2430是為了更加方便使用,而ZigBee的真正核心是安裝在單片機中的協議棧代碼。精簡版協議棧不論從開發難度到使用成本都具有一定的優勢。本文對精簡版協議棧尤其是應用層接口、代碼實現進行了詳細的分析,并以此為基礎給出了節點的軟、硬件設計。了解協議棧的使用,就可以在其上開發適合我們需要的各種應用。
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