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AT86RF231zigbee的使用一
時間:2016-12-14作者:華清遠見

電路如圖所示:

其中控制芯片使用SAM3S4B,通過SPI格式(單一的SAM3S4B為主端,AT86RE231為從端)與AT86RF231進行通訊,AT86RF231是一款工業級,低電壓供電,超低功耗,方便操作,遵循IEEE802.15.4-2006 硬件標準。AT86RF231將控制信號轉換為zigbee模式的差分對信號,通過2.45Ghz的諧波濾波器2450FB15L0001濾波后接入天線與其余zigbee端點進行通訊,2450FB15L0001主要是對接受到得zigbee信號進行濾波。

Zigbee框架下編譯程序,需要進行些簡單的設置,

因為處與zigbee協議棧框架中,部分源碼被atmel,封裝起來,在man函數中,SYS_sysinit();系統初始化給出.h文件,而沒有具體的C代碼。這意味ZIGBEE的具體結構核心部分不是開源的。實際中SYS_sysinit()在libBc_All_At91sam3s4c_Rf231_Iar.a中,該文件被封裝起來。

其中,對bitcloud編譯生成的是libHAL_Sam3sEkRf2xx_At91sam3s4c_64Mhz_Iar.a。 這里面即便被封住,我們可以進入bitcloud源碼內,解讀代碼,如WTD操作,HAL_InstallInterruptVector(),TimeTick_Configure()還是可以進行代碼解讀的。那對zigbee格式下的函數應該怎樣跟蹤解析代碼:例如pio.h中,PIO_Configure();無法看到C代碼的實現過程。可以鼠標右擊pio.h文件(見下圖1),open containing folder,打開文件夾,找到include中的pio.h文件,可以推測出點C文件如果有,應該存在于source中。進行代碼解讀。


圖1

在下面歷程中,給出協調器和節點的實現。

協調器部分程序:

int main(void)
        {
                //初始化,相關系統配置
                SYS_SysInit();
                ..
                ..
                for(;;)
                {
                        //數據處理
                        ..
                        ..
                        SYS_RunTask();
                }
        }

SYS_SysInit();函數是系統的函數,用來初始化系統的硬件;

SYS_RunTask();是調用zigbee的入口函數,會調用BitCloud協議棧中的用戶應用程序,即APL_TaskHandler();

voidAPL_TaskHandler(void)
        {
                switch (appState)
                {
                        case APP_INITIAL_STATE:
                        initHardware();
                        initNetwork();
                        break;
                        case APP_JOINING_STATE:
                        startNetwork();
                        break;
                        case APP_JOINED_STATE:
                        break;
                        default:
                        break;
                }
        }

APL_TaskHandler();這個函數類似個有限狀態機,是zigbee所處狀態的處理,程序在初始化時static AppState_tappState = APP_INITIAL_STATE;

如果沒有添加入網絡,或者從網絡中斷掉,在主程序每次循環的時候,會添加入網絡,如果是已將處于zigbee網絡中,則處于APP_JOINED_STATE狀態,直接退出APL_TaskHandler()函數。

我們可以看下具體狀態下的子函數;

硬件初始化只是配置個LED,當zigbee網絡正常工作時,led1常亮狀態,否認閃亮。

static void initHardware(void)
        {
                LED_Configure(APP_LED_0);
                LED_Configure(APP_LED_1);
        }

而對協調器的配置是zigbee配置的關鍵部分,下面一段代碼將本身配置為協調器,并在網絡中定義兩個節點。

static void initNetwork(void)
        {
                DeviceType_tdeviceType = DEVICE_TYPE_COORDINATOR; //配置成協調器
                CS_WriteParameter(CS_DEVICE_TYPE_ID, &deviceType);
                boolpredefPANID = true;
                uint16_tnwkPANID = 0x1000;
                CS_WriteParameter(CS_NWK_PREDEFINED_PANID_ID, &predefPANID);
                CS_WriteParameter(CS_NWK_PANID_ID, &nwkPANID);//add by jacky

                // 定義數據節點0
                apsDataReq.dstAddrMode = APS_SHORT_ADDRESS;
                apsDataReq.dstAddress.shortAddress = 0;
                apsDataReq.profileId = APP_PROFILE_ID;
                apsDataReq.dstEndpoint = APP_DATA_ENDPOINT;//0X20
                apsDataReq.clusterId = APP_CLUSTER_ID;
                apsDataReq.srcEndpoint = APP_DATA_ENDPOINT;//0X20
                apsDataReq.asdu = (uint8_t *)sensor_buf;
                apsDataReq.asduLength = sizeof(execute_buf);//傳輸數據
                apsDataReq.txOptions.acknowledgedTransmission = 0;
                apsDataReq.radius = 0;
                apsDataReq.APS_DataConf = apsDataReqConf;

                // 定義數據節點1
                apsDataReq1.dstAddrMode = APS_SHORT_ADDRESS;
                apsDataReq1.dstAddress.shortAddress = 0;
                apsDataReq1.profileId = APP_PROFILE_ID;
                apsDataReq1.dstEndpoint = 0x40;
                apsDataReq1.clusterId = APP_CLUSTER_ID;
                apsDataReq1.srcEndpoint = 0x40;
                apsDataReq1.asdu = (uint8_t *)execute_buf;
                apsDataReq1.asduLength = sizeof(execute_buf);//傳輸數據
                apsDataReq1.txOptions.acknowledgedTransmission = 0;
                apsDataReq1.radius = 0;
                apsDataReq1.APS_DataConf = apsDataReqConf1;

                appState = APP_JOINING_STATE;
                SYS_PostTask(APL_TASK_ID);
        }

初始化結束后會改變appState的狀態,appState = APP_JOINING_STATE; 進行網絡的加入操作,使用SYS_PostTask(APL_TASK_ID);來投遞任務,讓系統再次調用APL_TaskHandler() 去執行case APP_JOINING_STATE進而去執行startNetwork()函數。

startNetwork()創建一個定時器用來控制led的亮滅來表示網絡的連接狀態,在注冊一個網絡連接確認的回調函數。

static void startNetwork(void)
        {
                blinkTimer.interval = BLINK_TIMER_INTERVAL;
                blinkTimer.mode = TIMER_REPEAT_MODE;
                blinkTimer.callback = blinkTimerFired;
                HAL_StartAppTimer(&blinkTimer);
                startNetworkReq.ZDO_StartNetworkConf = ZDO_StartNetworkConf;//回調函數
                ZDO_StartNetworkReq(&startNetworkReq);
        }

回調函數中,主要是判斷zigbee網絡連接,連接成功,關閉定時器和注冊網絡節點。

static void ZDO_StartNetworkConf(ZDO_StartNetworkConf_t* conf)
        {
                HAL_StopAppTimer(&blinkTimer); //add by lht
                if (ZDO_SUCCESS_STATUS == conf->status)
                {
                        appState = APP_JOINED_STATE;
                        // 注冊網絡節點0
                        registerDataEndpointReq.simpleDescriptor = &dataEndpoint;
                        registerDataEndpointReq.APS_DataInd = APS_DataIndData;
                        APS_RegisterEndpointReq(&registerDataEndpointReq);

                        // 注冊網絡節點1
                        registerDataEndpointReq1.simpleDescriptor = &dataEndpoint1;
                        registerDataEndpointReq1.APS_DataInd = APS_DataIndData1;
                        APS_RegisterEndpointReq(&registerDataEndpointReq1);

                }
                else
                {
                        appState = APP_JOINING_STATE;
                }
                SYS_PostTask(APL_TASK_ID);
        }

zigbee數據發送函數:

static void sendDataBlock(unsigned char channel)
        {
                switch(channel)
                {
                        case Sensor:
                        APS_DataReq(&apsDataReq);
                        break;
                        case Execute:
                        APS_DataReq(&apsDataReq1);
                        break;
                        default:
                        break;
                }
        }

zigbee數據接受函數:

static void APS_DataIndData(APS_DataInd_t *ind) //data come from sensor module
        {
                zigbee_in_flag = 1;
                memcpy(&sensor_data[1],ind->asdu, 18);
                sensor_from_address = ind->srcAddress.shortAddress;
        }
        static void APS_DataIndData1(APS_DataInd_t *ind) //data come from excute module
        {
                memcpy(init_data,ind->asdu, 30);
                to_excute_address = ind->srcAddress.shortAddress;
                if(init_data[0] == 0xaa)
                {
                        enable_count = 1;
                        excute_open = 1;
                }
        }

在zigbee的節點函數APL_TaskHandler(),與協調器程序中多的狀態是:離開zigbee網絡,定義的宏是APP_LEAVE_STATE。

voidAPL_TaskHandler(void)
        {
                switch (appState)
                {
                        case APP_INITIAL_STATE:
                    &nbnbsp;   initHardware();
                        initNetwork();
                        break;
                        case APP_JOINING_STATE:
                        startNetwork();
                        break;
                        case APP_JOINED_STATE:
                        break;
                        case APP_LEAVE_STATE:
   &nbsnbsp;                    leaveNetwork();
                        break;
                        case APP_LEAVING_STATE:
                        break;
                        default:
                        break;
                }
        }

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