基于精簡(jiǎn)協(xié)議棧的ZigBee網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)研究

　　消息從源節點(diǎn)的源端點(diǎn)發(fā)送到目標節點(diǎn)的目標端點(diǎn)。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(diǎn)、源端點(diǎn)和簇，沒(méi)有指定目標地址)。端點(diǎn)號從1到255由應用程序設置(端點(diǎn)0由棧保留使用)。消息發(fā)送以，協(xié)議棧會(huì )向父節點(diǎn)路由此消息。如果收到APS的ack確認，協(xié)議棧就會(huì )將消息發(fā)送給目標端點(diǎn)。

2.3 接收消息

　　協(xié)議棧使用以下APL訪(fǎng)問(wèn)函數接收數據包。

aplGetRxDstEp()返回目的端點(diǎn)
aplGetRxCluster()返回簇號
aplGetRxSrcEp()返回源端點(diǎn)
aplGetRxSADDR()返回源端點(diǎn)的短地址
aplGetRxMsgLen()返回消息長(cháng)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(hù)回調函數usrRxPacketCallback()將被調用。這個(gè)函數將使用用戶(hù)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(huì )被釋放，所以在函數結束之前要將數據保存以防止下一個(gè)包將數據覆蓋掉。

2.4 編寫(xiě)用戶(hù)應用程序

　　編寫(xiě)用戶(hù)應用程序時(shí)，要確定端點(diǎn)的連接方式。一種簡(jiǎn)單的方式是RFD節點(diǎn)周期性地向
協(xié)調器節點(diǎn)返回數據。這樣做比較簡(jiǎn)單，因為協(xié)調器的地址總是0。

　　RFD節點(diǎn)間使用直接方式通信比較困難。因為RFD節點(diǎn)的短地址是由其接入網(wǎng)絡(luò )的順序和深度決定的，事先并不知道。當然可以在協(xié)調器節點(diǎn)上增加程序告知RFD節點(diǎn)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(jìn)行RFD節點(diǎn)間通信。RFD節點(diǎn)都將消息發(fā)送給協(xié)調器節點(diǎn)，協(xié)調器節點(diǎn)根據綁定表向正確的節點(diǎn)發(fā)送數據。

圖1 有限狀態(tài)機狀態(tài)轉移圖

　　整個(gè)程序的運轉是靠一個(gè)有限狀態(tài)機維持的。圖1給出了這個(gè)狀態(tài)機的狀態(tài)轉移圖。

2.5 函數總結

　　鑒于A(yíng)PL層函數接口對程序設計的重要性，將這些函數做一個(gè)總結。

表3 APL服務(wù)調用

表4 APL/APS訪(fǎng)問(wèn)和功能函數

　　表3是APL服務(wù)，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(tài)。表4是APL/APS訪(fǎng)問(wèn)及功能函數。

結語(yǔ)

　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )具有廣闊的應用前景，由ZigBee協(xié)議可以方便有效地組建無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )。在整個(gè)應用中，主要硬件設備可由一個(gè)51單片機加上2.4 GHz的收發(fā)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(xié)議棧代碼。精簡(jiǎn)版協(xié)議棧不論從開(kāi)發(fā)難度到使用成本都具有一定的優(yōu)勢。本文對精簡(jiǎn)版協(xié)議棧尤其是應用層接口、代碼實(shí)現進(jìn)行了詳細的分析，并以此為基礎給出了節點(diǎn)的軟、硬件設計。了解協(xié)議棧的使用，就可以在其上開(kāi)發(fā)適合我們需要的各種應用。