基于CC2430實(shí)現(xiàn)終端選擇協(xié)調(diào)器入網(wǎng)

ZigBee是一種嶄新的，專注于低功耗、低成本、低復(fù)雜度、低速率的近程無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，也是目前嵌入式應(yīng)用的一個(gè)大熱點(diǎn)。

近年來(lái)，ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在我國(guó)應(yīng)用越來(lái)越多。在很多地方取代了局域網(wǎng)。實(shí)際應(yīng)用于樓宇監(jiān)控系統(tǒng)、無(wú)線方式集中抄表以及礦山救援系統(tǒng)和家電控制等等。文中談及在我國(guó)有較多客戶使用的TI公司的產(chǎn)品CC2430。

1? 問(wèn)題的提出

在一片不大的區(qū)域內(nèi)，有數(shù)個(gè)信道相同的協(xié)調(diào)器，但是PAN ID不同。當(dāng)設(shè)置了終端的PAN ID后，終端只加入和其上存儲(chǔ)的PAN ID相同的協(xié)調(diào)器。目前本無(wú)線組網(wǎng)項(xiàng)目使用的是TI公司的CC2430，其上的ZigBee協(xié)議棧為TI的Z-STACK 1.4.3-1.2.1。由于TI公司的策略是終端比較隨機(jī)的加入其中的一個(gè)協(xié)調(diào)器，即使其上已經(jīng)定義了特定的PAN ID。從少量的實(shí)驗(yàn)來(lái)看，CC2430作為終端優(yōu)先加入PAN ID號(hào)比較小的協(xié)調(diào)器。用戶一般無(wú)法讓終端選擇，并且終端掃描網(wǎng)絡(luò)和請(qǐng)求入網(wǎng)的過(guò)程都沒(méi)有給出源代碼。這樣便給這類實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)不便。

2? 問(wèn)題分析

關(guān)于CC2430／2431網(wǎng)絡(luò)的形成，可以參考《ZigBee技,術(shù)實(shí)踐教程》一書。該書為北京航空航天大學(xué)出版社出版，高守瑋和吳燦陽(yáng)主編。

路由器和終端試圖加入一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，首先調(diào)用NLME_NetworkDiscoveryRequest()函數(shù)。該函數(shù)將進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)掃描，其結(jié)果由函數(shù)ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB()返回。而發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存在后，將調(diào)用NLME_OrphanJoinRequest()函數(shù)試圖加入網(wǎng)絡(luò)。其結(jié)果由函數(shù)ZDO_JoinIndicationCB()返回。

遺憾的是，網(wǎng)絡(luò)掃描和請(qǐng)求入網(wǎng)兩個(gè)函數(shù)都沒(méi)有源代碼，造成無(wú)法修改的困境。客觀地說(shuō)，在TI公司的ZSTACK上修改某些參數(shù)常常是比較困難的。只好從提供了源代碼的ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB()函數(shù)和ZDO_JoinIndicationCB()函數(shù)來(lái)想辦法。檢測(cè)ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB()的代碼，發(fā)現(xiàn)其最終調(diào)用ZDO_FinishProcessingMgmtNwkDiscReq()函數(shù)。

而在該函數(shù)中，有對(duì)路由器的特殊處理。條件編譯變量RTR_NWK代表有路由器功能的設(shè)備，雖然協(xié)調(diào)器可以兼做路由器，但執(zhí)行這段代碼的只可能是普通的路由器。

#if defined(RTR_NWK)
……
#endif

……中的代碼檢索返回的網(wǎng)絡(luò)信息描述結(jié)構(gòu)，查看有沒(méi)有和存儲(chǔ)的PAN ID相同的協(xié)調(diào)器。觀察ZDObject．c文件中的ZDO_StartDevice()函數(shù)，當(dāng)啟動(dòng)設(shè)備模式為“再繼續(xù)”時(shí)，即startMode==MODE_RESUME，終端設(shè)備以孤點(diǎn)方式請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)。再繼續(xù)模式實(shí)際上是標(biāo)識(shí)非協(xié)調(diào)器設(shè)備處于網(wǎng)絡(luò)掃描完成，準(zhǔn)備請(qǐng)求入網(wǎng)的狀態(tài)。分析到此，可以想出辦法了。首先定義一個(gè)檢查是否有PAN ID相同的協(xié)調(diào)器的全局變量bool變量p_matching。初始化時(shí)設(shè)其為FALSE。

3? 解決方法和實(shí)際代碼

對(duì)剛才提及的代碼段，增加終端對(duì)返回的網(wǎng)絡(luò)信息描述結(jié)構(gòu)的查詢。



在ZDApp．c中修改ZDApp_event_loop()函數(shù)，在調(diào)用ZDO_StartDevice(…)之前，亦即在終端設(shè)備掃描網(wǎng)絡(luò)和請(qǐng)求入網(wǎng)前增加一段代碼。當(dāng)終端和協(xié)調(diào)器PAN ID不同，并且是再繼續(xù)模式時(shí)，重新搜索是否有與PAN ID相同的協(xié)調(diào)器，而不請(qǐng)求人網(wǎng)。



這樣就使得終端有協(xié)調(diào)器可挑選了。

關(guān)于如何修改PAN ID，給出代碼如下(該代碼為協(xié)調(diào)器和終端通用的。_NIB是和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的全局結(jié)構(gòu)體)：



另外非協(xié)調(diào)器設(shè)備在初始化時(shí)，應(yīng)該增加如下的代碼(gu16RecBuffLen為自定義的16位整型數(shù))：



通過(guò)對(duì)掃描網(wǎng)絡(luò)結(jié)果處理函數(shù)的分析，研究掃描網(wǎng)絡(luò)和請(qǐng)求人網(wǎng)前的程序段。在程序段中增加一個(gè)對(duì)終端是否檢索到特定PAN ID的協(xié)調(diào)器的邏輯變量。最后在程序中增加未檢索到特定PAN ID的協(xié)調(diào)器時(shí)不請(qǐng)求入網(wǎng)的代碼，以達(dá)到終端選擇協(xié)調(diào)器入網(wǎng)的目的。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，在現(xiàn)場(chǎng)有數(shù)個(gè)不同PAN ID的協(xié)調(diào)器的情況下，終端設(shè)備只加入特定的協(xié)調(diào)器。