实训Day03

实训, Z-stack 2021-05-26

实训Day03

2021-05-26

实训, Z-stack

0x01 Z-stack协议栈

1.Z-stack协议栈是什么？

非人话：T1公司推出的ZigBee规范的商用协议
人话：为了使Zigbee的开发更加简单高效，实现各个功能的实例框架代码

我的理解就是一个框架，我们想要实现自己的功能程序，只需要在协议栈的基础上修改或添加即可
由物理层、MAC层、网络层和应用层组成，由于Z-Stack协议栈是一个半开源的协议栈，MAC层和网络层的部分源代码是非开源的，因此我们学习的开源部分，主要包括main函数、APP层、ZDO层、NWK层和HAL层。

因为是框架，并不需要都使用到，只简单记录使用到的部分

2.协议栈具体内容

1）main函数

main函数具体做量两件事：系统初始化和调用函数Osal_start_system()来启动协议栈
协议栈的运行机制：Zmain.c中的main函数是整个协议栈的入口，其中包含了各种硬件的初始化和协议栈的初始化
直到调用osal_start_system()函数，协议栈开始真正运行

这些函数就是各种硬件的初始化和协议栈的初始化

2）osal_start_system()函数

调用后不再返回，意思就是运行这个函数后，这个函数后面的语句不会再执行
函数里面存着for死循环，这也是为什么我们自定义的初始化函数需要放在osal_start_system之前，放在后面是不会被执行的

led_init();
exit_init();
// 执行完上面的函数之后开始调用osal_start_system函数，协议栈正式运行
osal_start_system(); // No Return from here

3）APP层分析

Z-Stack协议栈的APP层主要功能是实现用户定义的事件，
如果要编写应用程序，涉及三个文件，用户只需要添加这几个文件，编写自己的任务处理函数就可以了
- 主文件–GenericApp.c：存放具体的任务事件处理函数，有两个功能
  - 对应用层用户定义的任务进行初始化
  - 调用事件处理函数GenericApp_ProcessEvent()
- 主文件的头文件—SampleApp.h
- 操作系统接口文件—OSAL_SampleApp.c：专门存放任务处理函数数组tasksArr[]的文件，实现Z-stack代码的公用
  
  目前为止整个实训只需要对GenericApp.c文件操

4）任务和事件

在ZSTACK里按照代码功能来划分，分成不同的层:硬件层、网络层、应用层。每一个层都是一个任务
每个任务分配一个一个字节的唯一编号。然后每个任务要做很多事情，这个称为事件
Zigbee事件分为两类，系统定义事件和用户定义事件
- 系统类事件是协议栈已定义好的
- 用户类事件是我们用户层面(APP层)来定义的
重点:事件类号采用一个16bit的常量,只有一个bit为1,其他全为0

事件类号编码使用独热码编码，独热码是只有一个bit为1，其他全为0的一种码制，
- 提取系统类事件：events & SYS_EVENT_MSG
- 清除系统类事件：events ^ SYS_EVENT_MSG
- 由于事件类号是16bit，因此zigbee事件类只有16个，系统类事件SYS_EVENT_MSG使用0x8000，所以自行一事件类只有15个

5）Generic_ProcessEvent()函数

原型：UINT16 Generic_ProcessEvent( byte task_id, UINT16 events )
事件处理函数，它会把events包含的事件进行处理
两个参数：task_id任务号和events事件类号

事件处理函数首先根据事件类号来判断是何种类型事件，然后根据任务号得到消息指针pMsg，最后根据消息指针结构里的事件号pMsg->event来具体处理事件，event为8bit的常量，系统event在ZComDef.h里定义

6）osal_set_event()函数

设置任务事件函数
uint8 osal_set_event(uint8 task_id,uint16 event_flag)
- @task_id:任务编号,应用层为GenericApp_TaskID
- @event_flag:事件编号，就是在GenericApp.h中定义的宏

7）osal_start_timerEx(函数)

延时设置任务事件函数
uint8 osal_start_timerEx( uint taskID,uint16 event_flag,uint16 timeout_value);
- @task_id:任务编号,应用层为GenericApp_TaskID
- @event_flag:事件编号，就是在GenericApp.h中定义的宏
- @timeout_value:延时时间，单位为ms

注意:该函数调用后会立马返回，这个延时功能是用定时器实现的。该函数调用多次不会多次添加事件，只是重新设置延时时间而已。

0x02 协议栈工程

1.协议栈模块添加

使用时候只需要按照第二行展示的路径打开工作空间便可以了，打开的工作空间便是协议栈的框架，我们只需要在此基础上进行修改即可
Z-Stack协议软件包中提供了3个典型的用户示例工程，如下图，后续使用的是通用用户示例工程
当我们切换选项卡时所有的配置需要重新进行设置

2.功能模块的添加

1）.添加led.c 和led.h

1）把led.c 和led.h 复制到Source目录中
2）在App文件组中单击右键添加.c文件，.h文件

2）.添加头文件

在Zmain.c和GenericApp.c中添加包含头文件命令
1
#include "led_key.h"

3）.添加函数

LED初始化函数放到main函数末尾osal_start_system()的前面

其他的初始化或功能函数也是如此，只能放前面，不能放后面，原因前面有介绍

4）.其他操作

编译若发现错误可能是由于IAR编译器语法要求比较严格，需要Options–>C/C++ Compiler把 Require prototype勾去掉

在GenericApp.c文件中的GenericApp_ProcessEvent函数中的switch语句的最后一个case进行修改,用if else使模式在不同的工作状态下，亮不同的灯。

case ZDO_STATE_CHANGE:
    GenericApp_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);
    if (GenericApp_NwkState == DEV_ZB_COORD) // 网络状态变成协调器
    {
        led_ctrl(LED0,LED_ON);
        led_ctrl(LED1,LED_ON);
        osal_set_event(GenericApp_TaskID,GENERICAPP_MY_EVT1);
    }
    else if(GenericApp_NwkState == DEV_ROUTER)  // 网络状态变成路由器
    {
        led_ctrl(LED0,LED_ON);
        led_ctrl(LED1,LED_OFF);
    }
    else if(GenericApp_NwkState == DEV_END_DEVICE)  // 网络状态变成网络终端
    {
        led_ctrl(LED0,LED_OFF);
        led_ctrl(LED1,LED_ON);
    }
    break;

去掉f8w2530.xcl文件中Include these two lines when generating a .hex file for banked code model: 后面两行

3.事件的定义和添加

1）.定义事件宏

在GenericApp.h中定义事件的宏，也就是定义事件的16位bit编码

1 2	#define GenericApp_MY_EVT 0X0004 // 只能有一位是1，其余的都是0

2）定义事件要做的事情

在GenericApp.c文件中的GenericApp_ProcessEvent()函数定义事件要做的事情

在事件处理函数中添加事件处理代码

if ( events & GENERICAPP_MY_EVT2 )
 {
   // 事件要做的事
   P1_0 = !P1_0;
   P1_1 = !P1_1;
   unsigned char str[32] = {"hello,are you OK?\r\n"};
   HalUARTWrite(HAL_UART_PORT_0,str,strlen((char *)str)); 
   // osal_start_timerEx(GenericApp_TaskID,GENERICAPP_MY_EVT1,1000);
   // return unprocessed events
   return (events ^ GENERICAPP_MY_EVT2); // 清零
 }

if (GenericApp_NwkState == DEV_ZB_COORD) // 网络状态变成协调器
{
    osal_set_event(GenericApp_TaskID,GENERICAPP_MY_EVT1);
}

附录

ZigBee学习笔记八-浅析协议栈

ZigBee 事件相关