无线传感网络设计与实践-高级实验任务书 - 图文(4)

MAC：MAC 层目录，包含了 MAC 层的参数配置文件及其 MAC 的 LIB 库的函数接口文件。

MT（Monitor Test）：实现通过串口可控各层，于各层进行直接交互。 NWK(ZigBee Network Layer):网络层目录，含网络层配置参数文件及网络层库的函数接口文件，APS 层库的函数接口

OSAL（Operating System (OS) Abstraction Layer）：协议栈的操作系统。 Profile：AF（Application work） 层目录，包含 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。 Tools：工程配置目录，包括空间划分及 ZStack 相关配置信息。 ZDO（ZigBee Device Objects）：ZDO 目录。

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，这个是EW8051 IDE 自动生成的。

Z-Stack采用操作系统的思想来构建，采用事件轮循机制，当各层初始化之后，系统进入低功耗模式，当事件发生时，唤醒系统，开始进入中断处理事件，结束后继续进入低功耗模式。如果同时有几个事件发生，判断优先级，逐次处理事件。这种软件构架可以极大地降级系统的功耗。

整个Z-stack的主要工作流程，大致分为系统启动，驱动初始化，OSAL初始化和启动，进入任务轮循几个阶段，下面将逐一详细分析。

（1）TI的Z-Stack协议栈启动流程

可打开ZMain文件夹中的Zmain.c文件，查看int main（void）函数，协议栈即从此函数开始运行。其启动流程如下所示：

（2）系统初始化

系统上电后，通过执行ZMain文件夹中ZMain.c的ZSEG int main( )函数实现硬件的初始化。硬件初始化需要根据HAL文件夹中的hal_board_cfg.h文件配置寄存器8051的寄存

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器。TI官方发布Z-stack的配置针对的是TI官方的开发板CC2430DB、CC2430EMK等，如采用其他开发板，则需根据原理图设计改变hal_board_cfg.h文件配置。如按键多少及其对应的I/O口，LED指示灯的多少及其对应的I/O口，串口的波特率及中断还是DMA操作方式，是否有LCD等。也可以通过宏定义的方式，将硬件的功能模块的操作放开或屏蔽掉。 下面列出main函数，并在其掉用的函数处对其进行注释说明： int main( void ){ //关全局中断

osal_int_disable( INTS_ALL );

//板相关的硬件初始化，如时钟、LED等 HAL_BOARD_INIT();

//确保电源电压比正常运行的电压高 zmain_vdd_check();

//参数堆栈及返回地址堆栈清0 zmain_ram_init();

//判别是上电复位,复位键复位还是看门狗复位 InitBoard( OB_COLD );

//初始话硬件抽象层驱动，如Timers、Adc,Dma,Flash,Aes,Leds,Uart,Key,Spi,and Lcd等 HalDriverInit();

//初始化FLASH存储器系统 osal_nv_init( NULL );

//初始化基本的非易失性存储器的项目，初始话Z-Stack全局变量。如果一个项目在非易失性//存储器中没有，则将缺省值写入其中。 zgInit();

//初始化MAC层 ZMacInit();

//决定起始的扩展IEEE地址 zmain_ext_addr();

//如果无网络层，则调用afInit()对无线射频部分进行初始化 #ifndef NONWK afInit(); #endif

//初始化操作系统，初始化存储器系统、消息队列、定时器、电源管理系统、系统任务等

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osal_init_system();

//开全局中断

osal_int_enable( INTS_ALL );

//进行板硬件的最后初始化,如键盘,摇杆等初始化 InitBoard( OB_READY );

//如果使用LCD，则调用用于LCD硬件的初始化 #ifdef LCD_SUPPORTED zmain_lcd_init(); #endif

//显示如IEEE地址等设备信息, zmain_dev_info();

//如果使用了看门狗，则将看门狗使能 #ifdef WDT_IN_PM1

WatchDogEnable( WDTIMX ); #endif

//启动操作系统，将不会从此函数返回 osal_start_system(); // No Return from here

//不会到达这里 return ( 0 ); }

当顺利完成上述初始化时，执行osal_start_system( )函数开始运行OSAL 系统。该任务调度函数按照优先级检测各个任务是否就绪，如果存在就绪的任务则调用tasksArr[ ]中相对应的任务处理函数去处理该事件，直到执行完所有就绪的任务。如果任务列表中没有就绪的任务，则可以使处理器进入睡眠状态实现低功耗。程序流程如下图所示。osal_start_system( )一旦执行，则不再返回Main( )函数。

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（3）OSAL任务

OSAL是协议栈的核心，Z-stack的任何一个子系统都作为OSAL的一个任务，因此在开发应用层的时候，必须通过创建OSAL任务来运行应用程序。通过osalInitTasks( )函数创建OSAL任务，其中TaskID为每个任务的唯一标识号。任何OSAL任务必须分为两步：一是进行任务初始化；二是处理任务事件。任务初始化主要步骤如下： 1）初始化应用服务变量。

const pTaskEventHandlerFn tasksArr[ ]数组定义系统提供的应用服务和用户服务变量，如MAC层服务macEventLoop、用户服务SampleApp_ProcessEvent等 2）分配任务ID和分配堆栈内存

void osalInitTasks( void )主要功能是通过调用osal_mem_alloc( )函数给各个任务分配内存空间，和给各个已定义任务指定唯一的标识号。 3）在AF层注册应用对象

通过填入endPointDesc_t数据格式的EndPoint变量，调用 afRegister( )在AF层注册EndPoint应用对象。通过在AF层注册应用对象的信息，告知系统afAddrType_t地址类型数据包的路由端点，例如用于发送周期信息的SampleApp_Periodic_DstAddr和发送LED闪烁指令的SampleApp_Flash_DstAddr。 4）注册相应的OSAL或则HAL系统服务

在协议栈中，Z-stack提供键盘响应和串口活动响应两种系统服务，但是任何Z-Stask任务均不自行注册系统服务，两者均需要由用户应用程序注册。值得注意的是，有且仅有一个OSAL Task可以注册服务。例如注册键盘活动响应可调用RegisterForKeys( )函数。 5）处理任务事件

处理任务事件通过创建“ApplicationName”_ProcessEvent( )函数处理。一个OSAL任务除了强制事件（Mandatory Events）之外还可以定义15个事件。下面对这些事件进行介绍：

AF_DATA_CONFIRM_CMD：

调用 AF_DataRequest()函数数据请求成功的指示。Zsuccess 确认数据请求传输成功，如果数据请求设置 AF_ACK_REQUEST 标志位，那么，只有最终目的地址成功接收后，Zsuccess 确认才返回。如果如果数据请求没有设置 AF_ACK_REQUEST 标志位，那么，数据请求只要成功

传输到下跳节点就返回 Zsuccess 确认信息。 AF_INCOMING_MSG_CMD：

AF 信息输入指示 KEY_CHANGE

键盘动作指示

ZDO_NEW_DSTADDR

匹配描述符请求（Match Deor Request）响应指示。（例如：自动匹配） ZDO_STATE_CHANGE

网络状态改变指示 （4）网络层信息

Zigbee设备有两种网络地址：1个是64位的IEEE地址，通常也叫作MAC地址或者扩展地址（Extended address），另一个是16位的网络地址，也叫做逻辑地址（Logical address）或者短地址。64位长地址是全 …… 此处隐藏：3490字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……