AW516x zigbee模塊實(shí)現自組網(wǎng)功能

　　無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)無(wú)非是功耗、距離、速率、組網(wǎng)等方面的較量，那么能否做到既能低功耗、遠距離，又能快捷組網(wǎng)和部署呢?

　　標準zigbee網(wǎng)絡(luò )協(xié)議包括協(xié)調器、路由器和終端節點(diǎn)，而建立一個(gè)zigbee網(wǎng)絡(luò )除了必須要有協(xié)調器之外，僅需加上路由器或終端節點(diǎn)即可。

　　然而，不同的應用場(chǎng)景需要不同型態(tài)的組網(wǎng)結構：點(diǎn)對點(diǎn)、星型、中繼路由、混合型等等。因此，快速、高效、穩定、便捷、靈活，是對組網(wǎng)協(xié)議所提出的更高要求。

　　圖1 zigbee網(wǎng)絡(luò )拓撲結構

　　一、Fastzigbee協(xié)議

　　換個(gè)思路，假若網(wǎng)絡(luò )上的任意節點(diǎn)都具備對等的數據傳輸功能，且無(wú)須協(xié)調器管理網(wǎng)絡(luò )，那么網(wǎng)絡(luò )中的任何節點(diǎn)都可以主動(dòng)傳輸數據，這樣用戶(hù)就無(wú)需理會(huì )具體的網(wǎng)絡(luò )結構，顯然會(huì )更加方便使用。

　　基于此，ZLG致遠電子根據多年的實(shí)踐經(jīng)驗積累，在zigbee協(xié)議棧的基礎上開(kāi)發(fā)了Fastzigbee透傳對等網(wǎng)絡(luò )協(xié)議。其特點(diǎn)如下：

　　l 啟動(dòng)零延時(shí)，無(wú)需等待入網(wǎng)

　　l 節點(diǎn)容量大，理論上節點(diǎn)容量高達65535

　　l 3線(xiàn)制串口全透明傳輸方式，可自定義數據格式

　　l 無(wú)需二次開(kāi)發(fā)，可快速實(shí)現動(dòng)態(tài)配置及自組網(wǎng)功能

　　l 快速添加路由，即放即用的智能路由算法，快速恢復通信。

　　圖2 Fastzigbee協(xié)議特點(diǎn)

　　二、自組網(wǎng)實(shí)現

　　Fastzigbee協(xié)議已經(jīng)很好的為組網(wǎng)提供了基礎，那么能否在部署和施工方面也提供更好的支持呢?

　　當然，ZLG致遠電子為簡(jiǎn)化無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品復雜的開(kāi)發(fā)過(guò)程，在Fastzigbee協(xié)議內增加自組網(wǎng)功能。下面以AW516x系列透傳模塊為例，為工程師提供兩種實(shí)現途徑。

　　模塊在自組網(wǎng)模式下，主機模塊會(huì )自動(dòng)選擇周?chē)鷽](méi)有被使用的PANID和通道號形成一個(gè)獨立的網(wǎng)絡(luò )，并能自動(dòng)遞增方式分配一個(gè)唯一的本地網(wǎng)絡(luò )地址給從機模塊。從機模塊使用時(shí)在使能了自組網(wǎng)功能后就不需要進(jìn)行任何的配置操作，從機模塊在加入網(wǎng)絡(luò )后就能跟主機進(jìn)行通訊。

　　1、硬件I/O控制

　　(1)主機模塊有兩個(gè)工作流程，分別通過(guò)JOIN管腳(IO1)和DETECT管腳(IO2)控制。

　?、佼擩OIN管腳為低電平時(shí)，主機模塊工作在組網(wǎng)模式，此時(shí)主機模塊允許從機模塊加入網(wǎng)絡(luò )，當JOIN管腳變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，主機模塊進(jìn)入正常工作流程，此時(shí)從機模塊不能再加入網(wǎng)絡(luò )。

　?、诋斈K檢測到DETECT管腳有大于3S的低電平時(shí)，主機模塊工作在重獲取網(wǎng)絡(luò )參數模式，此時(shí)主機模塊會(huì )重新隨機生成新的PANID(0x0000~0xFFFF)和通道號(11~26)，并檢測新生成的PANID和通道號是否已被其他網(wǎng)絡(luò )使用，如果已經(jīng)有網(wǎng)絡(luò )在使用，則重新生成，主機模塊在重新生成PANID和通道號后，需要把該主機下的所有從機都需要執行入網(wǎng)操作。

　　圖3 主機模塊組網(wǎng)工作流程

　　(2)從機模塊有兩個(gè)工作模式，一個(gè)是入網(wǎng)申請，一個(gè)是退網(wǎng)申請，通過(guò)JOIN管腳的電平狀態(tài)決定工作模式。

　?、佼擩OIN管腳為低電平，低電平持續時(shí)間在3S以下(短低電平)時(shí)，從機模塊工作在入網(wǎng)申請狀態(tài);

　?、诋擩OIN管腳為低電平，低電平持續時(shí)間在3S以上(長(cháng)低電平)時(shí)，從機模塊工作在退網(wǎng)申請狀態(tài);如果JOIN管腳為高電平，從機模塊使用存儲的PANID和通道號進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

　　圖4 從機模塊入網(wǎng)流程

　　2、軟件指令配置

　　主機模塊除了可以使用IO口控制主機允許從機加入網(wǎng)絡(luò )，也可以使用命令的方式使能主機允許從機加入網(wǎng)絡(luò )。

　　表1 主機允許從機加入網(wǎng)絡(luò )命令 1

　　允許加入網(wǎng)絡(luò )開(kāi)啟的窗口時(shí)間為當給主機發(fā)送了允許加入網(wǎng)絡(luò )命令后，主機開(kāi)始接受從機的入網(wǎng)請求，到達這個(gè)窗口時(shí)間后，主機不再接受從機的入網(wǎng)請求，窗口時(shí)間結束后，主機進(jìn)入正常的工作狀態(tài)。

　　除此之外，指令還可查詢(xún)主機模塊存儲的從機信息、查詢(xún)主從機狀態(tài)等等

　　三、測試實(shí)例

　　以下所有操作均基于廣州致遠電子有限公司的zigbee評估板：AW516x Demo Board

　　圖5 zigbee評估套件

　　步驟：

　　(1)將評估板1做為主機模塊，評估板2做為從機模塊;

　　(2)將評估板1的JOIN管腳(IO2)拉為低電平，主機處于允許從機加入狀態(tài);

　　(3)將評估板2的JOIN管腳(IO2)短處碰為低電平，低電平持續時(shí)間在3S以下，從機模塊工作在入網(wǎng)申請狀態(tài)，若有多個(gè)從機板，可依次短接IO2，進(jìn)行入網(wǎng)操作。

　　(4)入網(wǎng)完成，從機恢復正常高電平工作狀態(tài)，將評估板1的JOIN管腳(IO2)拉回高電平，主機模塊進(jìn)入正常工作流程。

　　通訊測試：

　　連接PC，分別打開(kāi)兩個(gè)串口調試助手，進(jìn)行透明數據發(fā)送。

　　圖6 通訊測試