基于精簡協(xié)議棧的ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)研究

　　消息從源節(jié)點(diǎn)的源端點(diǎn)發(fā)送到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的目標(biāo)端點(diǎn)。消息分直接消息(指定了目標(biāo)地址)和非直接消息(僅定義了源節(jié)點(diǎn)、源端點(diǎn)和簇，沒有指定目標(biāo)地址)。端點(diǎn)號從1到255由應(yīng)用程序設(shè)置(端點(diǎn)0由棧保留使用)。消息發(fā)送以，協(xié)議棧會向父節(jié)點(diǎn)路由此消息。如果收到APS的ack確認(rèn)，協(xié)議棧就會將消息發(fā)送給目標(biāo)端點(diǎn)。

2.3 接收消息

　　協(xié)議棧使用以下APL訪問函數(shù)接收數(shù)據(jù)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()返回消息長度
aplGetRxMsgData()返回消息數(shù)據(jù)的指針
aplGetRxRSSI()返回收到消息的信號強(qiáng)度

　　而后用戶回調(diào)函數(shù)usrRxPacketCallback()將被調(diào)用。這個函數(shù)將使用用戶數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)保存數(shù)據(jù)，設(shè)置已收到數(shù)據(jù)的標(biāo)志位。此函數(shù)結(jié)束后消息數(shù)據(jù)的指針將會被釋放，所以在函數(shù)結(jié)束之前要將數(shù)據(jù)保存以防止下一個包將數(shù)據(jù)覆蓋掉。

2.4 編寫用戶應(yīng)用程序

　　編寫用戶應(yīng)用程序時，要確定端點(diǎn)的連接方式。一種簡單的方式是RFD節(jié)點(diǎn)周期性地向
協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)返回數(shù)據(jù)。這樣做比較簡單，因?yàn)閰f(xié)調(diào)器的地址總是0。

　　RFD節(jié)點(diǎn)間使用直接方式通信比較困難。因?yàn)镽FD節(jié)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(dāng)然可以在協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)上增加程序告知RFD節(jié)點(diǎn)它們的地址，但這使復(fù)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(jié)點(diǎn)間通信。RFD節(jié)點(diǎn)都將消息發(fā)送給協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)根據(jù)綁定表向正確的節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。

圖1 有限狀態(tài)機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

　　整個程序的運(yùn)轉(zhuǎn)是靠一個有限狀態(tài)機(jī)維持的。圖1給出了這個狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。

2.5 函數(shù)總結(jié)

　　鑒于APL層函數(shù)接口對程序設(shè)計的重要性，將這些函數(shù)做一個總結(jié)。

表3 APL服務(wù)調(diào)用

表4 APL/APS訪問和功能函數(shù)

　　表3是APL服務(wù)，這些函數(shù)需要調(diào)用apsBusy()確定其是否完成，并且使用aplGetStatus()函數(shù)返回狀態(tài)。表4是APL/APS訪問及功能函數(shù)。

結(jié)語

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有廣闊的應(yīng)用前景，由ZigBee協(xié)議可以方便有效地組建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。在整個應(yīng)用中，主要硬件設(shè)備可由一個51單片機(jī)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(jī)中的協(xié)議棧代碼。精簡版協(xié)議棧不論從開發(fā)難度到使用成本都具有一定的優(yōu)勢。本文對精簡版協(xié)議棧尤其是應(yīng)用層接口、代碼實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并以此為基礎(chǔ)給出了節(jié)點(diǎn)的軟、硬件設(shè)計。了解協(xié)議棧的使用，就可以在其上開發(fā)適合我們需要的各種應(yīng)用。