一.ZigBee 協議棧簡介

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什么是ZigBee 協議棧呢？它和ZigBee 協議有什么關系呢?協議是一系列的通信標準，通信雙方需要共同按照這一標準進行正常的數據發射和接收。協議棧是協議的具體實現形式，通俗點來理解就是協議棧是協議和用戶之間的一個接口，開發人員通過使用協議棧來使用個協議的，進而實現無線數據收發。

ZigBee 的協議分為兩部分，IEEE 802.15.4 定義了PHY（物理層）和MAC（介質訪問層）技術規范；ZigBee 聯盟定義了NWK（網絡層）、APS（應用程序支持子層）、APL（應用層）技術規范。ZigBee 協議棧就是將各個層定義的協議都集合在一直，以函數的形式實現，并給用戶提供API(應用層)，用戶可以直接調用。

Z-Stack協議棧體系結構

二.如何使用ZigBee 協議棧

協議棧是協議的實現，可以理解為代碼，函數庫，供上層應用調用，協議較底下的層與應用是相互獨立的。你需要關心的就是你的應用邏輯，數據從哪里到哪里，怎么存儲，處理；還有系統里的設備之間的通信順序什么的.至于初始化等等工作不需要我們考慮。我們只需要調用相關的API函數就可以了。

三.了解zigbee協議棧的應用文件夾

安裝好zigbee協議棧，打開目錄Texas Instruments

（一）Components：顧名思義這個是放我們的庫的文件夾，里面放了一些我們用到的ZDO，driver，hal，zcl 等庫的代碼

（二）Documents：這里放的是TI 的開發文檔的，里面很多都是講述協議棧的API

（三）Projects：這個文件夾放的是TI 協議棧的例子程序。

（四）Tools：這個文件夾是放TI 的例子程序的一些上位機之類的程序，作為工具使用。

接下來介紹的東西均需要打開示例工程在這里我們打開\ZStack-CC25302.5.1a\Projects\zstack\Samples\SampleApp\CC2530DB進入zigbee的協議棧中

為了確保程序沒問題我們在這里重新編譯一下協議棧。

這是我們協議棧的匯總目錄

這里是我們zigbee的文件夾，里面寫好的代碼都分為很多的group
（一）APP：應用層目錄，這里用戶可以創建不同的工程目錄，這里包含項目工程主要內容

（二）HAL：硬件層目錄，包含有與硬件相關的配置和驅動及操作函數。

（三）MAC： MAC 層目錄，包含了MAC 層的參數配置文件及其MAC 的LIB 庫的函數接口文件。

（四）MT：實現通過串口可控各層，于各層進行直接交互。

（五）NWK：網絡層目錄，含網絡層配置參數文件及網絡層庫的函數接口文件，APS 層庫的函數接口

（六）OSAL：協議棧的操作系統。

（七）Profile： AF層目錄，包含AF 層處理函數文件。

（八）Security：安全層目錄，安全層處理函數，比如加密函數等。

（九）Services：地址處理函數目錄，包括著地址模式的定義及地址處理函數。

（十）Tools：工程配置目錄，包括空間劃分及ZStack 相關配置信息。

（十一）ZDO： ZDO目錄。

（十二）ZMac： MAC 層目錄，包括MAC 層參數配置及MAC 層LIB 庫函數回調處理函數。

（十三）Output：輸出文件目錄，這個EW8051 IDE 自動生成的。

點擊DemoEB可以進行設備類型工作空間選擇，必須要選好，不然不可以使用。

CoordinatorEB：為協調器的工作空間。

ROuterEB：為路由器的工作空間。

EndDeviceEB：為無線終端的設備選擇。

四.zigbee協議棧的工作流程

在我們這個版本的來說在我們使用者的路徑流程是：main()---> osal_init_system()---> osalInitTasks()---> SampleApp_Init()

（一）打開ZMain.c 找到main 函數
學過C語言的都知道，C語言函數是在一直執行main文件里面的內容，首先我們先查看main.c的內容

int main( void ) {// Turn off interruptsosal_int_disable( INTS_ALL ); //關閉協議棧所有中斷// Initialization for board related stuff such as LEDsHAL_BOARD_INIT(); //初始化協議棧系統時鐘// Make sure supply voltage is high enough to runzmain_vdd_check(); //檢查芯片電壓是否正常// Initialize board I/OInitBoard( OB_COLD ); //初始化I/O // Initialze HAL driversHalDriverInit(); //初始化芯片硬件// Initialize NV Systemosal_nv_init( NULL ); //初始化Flash 存儲器// Initialize the MACZMacInit(); //初始化MAC 層// Determine the extended addresszmain_ext_addr(); //確定IEEE 64位設備地址// Initialize basic NV itemszgInit(); //初始化非易失變量#ifndef NONWK// Since the AF isn't a task, call it's initialization routineafInit(); #endif// Initialize the operating systemosal_init_system(); //初始化協議棧操作系統// Allow interruptsosal_int_enable( INTS_ALL ); //使能全部中斷// Final board initializationInitBoard( OB_READY ); //最終板載初始化// Display information about this devicezmain_dev_info(); //LCD顯示設備信息/* Display the device info on the LCD */ #ifdef LCD_SUPPORTEDzmain_lcd_init(); //初始化LCD #endif#ifdef WDT_IN_PM1/* If WDT is used, this is a good place to enable it. */WatchDogEnable( WDTIMX ); #endifosal_start_system(); // No Return from here 執行操作系統，這里進入將不會退出，一直執行osal_start_systemreturn 0; // Shouldn't get here. } // main()

我們接著看一下osal_start_system在這里我們可以點擊選中然后goto到函數里面查看。

void osal_start_system( void ) { #if !defined ( ZBIT ) && !defined ( UBIT )for(;;) // Forever Loop //這是個死循環 #endif{osal_run_system(); //協議棧一直執行這個函數} }

接著繼續goto osal_run_system這個是任務系統輪詢的主要函數。他會查找發生的事件然后調用相應的事件執行函數， 如果沒有事件登記要發生那就將進入睡眠模式。在協議棧中，所有將要處理的內容定義為事件，這個函數就是查找事件的函數，每個事件都有自己的事件號，根據事件號大小判斷優先級，一個一個執行，例如按鍵按鍵，就觸發按鍵事件，這個現在知道就可以，在后面我們會介紹。
在這里我們知道了協議棧一直執行事件掃面函數，那我們如何根據需求開發呢，我們要做的就是設置一個自己要監測的事件，然后寫交互邏輯。 // 一個任務可以有多個事件

void osal_run_system( void ) {uint8 idx = 0;osalTimeUpdate();//更新事件Hal_ProcessPoll();do {if (tasksEvents[idx]) // Task is highest priority that is ready.{break;}} while (++idx < tasksCnt);if (idx < tasksCnt){uint16 events;halIntState_t intState;HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);events = tasksEvents[idx];tasksEvents[idx] = 0; // Clear the Events for this task.HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState);activeTaskID = idx;events = (tasksArr[idx])( idx, events );activeTaskID = TASK_NO_TASK;HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);tasksEvents[idx] |= events; // Add back unprocessed events to the current task.HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState);} #if defined( POWER_SAVING )else // Complete pass through all task events with no activity?{osal_pwrmgr_powerconserve(); // Put the processor/system into sleep} #endif/* Yield in case cooperative scheduling is being used. */ #if defined (configUSE_PREEMPTION) && (configUSE_PREEMPTION == 0){osal_task_yield();} #endif }

我們接下來進行事件的初始設置。在前面main函數中 osalInitTasks(); 為初始化系統任務，我們需要將自己的需求加入其中就可以達到目的。 goto一下進入函數 //osalInitTasks這個是設置任務的函數，然后任務里面也定義了很多事件

void osalInitTasks( void ) {uint8 taskID = 0;// 分配內存，返回指向緩沖區的指針tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt);// 設置所分配的內存空間單元值為0osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt));// 任務優先級由高向低依次排列，高優先級對應taskID 的值反而小macTaskInit( taskID++ ); // taskID 0nwk_init( taskID++ ); // taskID 1Hal_Init( taskID++ ); //taskID 2 #if defined( MT_TASK )MT_TaskInit( taskID++ ); #endifAPS_Init( taskID++ ); //taskID 3 #if defined ( ZIGBEE_FRAGMENTATION )APSF_Init( taskID++ ); #endifZDApp_Init( taskID++ ); //taskID 4 #if defined ( ZIGBEE_FREQ_AGILITY ) || defined ( ZIGBEE_PANID_CONFLICT )ZDNwkMgr_Init( taskID++ ); #endif//SampleApp_Init為用戶創建任務，我們需要在這里進行任務的添加 現在進入函數我們查看一下SampleApp_Init( taskID ); // taskID 5 }

在這里我們看一下用戶應用任務的事件處理函數進入SampleApp_ProcessEvent函數在這里我們可以看到在協議棧初始的時候定義的事件，和處理函數，在后面我們再詳細介紹如何使用。

uint16 SampleApp_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events ) {afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt;(void)task_id; // Intentionally unreferenced parameterif ( events & SYS_EVENT_MSG )//如果是SYS_EVENT_MSG 這個事件進入這里{MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );//類型轉換while ( MSGpkt ){switch ( MSGpkt->hdr.event ){// Received when a key is pressedcase KEY_CHANGE: //如果是按鍵按下進入下面這個函數SampleApp_HandleKeys( ((keyChange_t *)MSGpkt)->state, ((keyChange_t *)MSGpkt)->keys );break;// Received when a messages is received (OTA) for this endpointcase AF_INCOMING_MSG_CMD://如果是接受到RF消息進入這里SampleApp_MessageMSGCB( MSGpkt );break;// Received whenever the device changes state in the networkcase ZDO_STATE_CHANGE: //如果網絡狀態改變，這個絕壁進入，SampleApp_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);if ( (SampleApp_NwkState == DEV_ZB_COORD)|| (SampleApp_NwkState == DEV_ROUTER)|| (SampleApp_NwkState == DEV_END_DEVICE) ){// Start sending the periodic message in a regular interval.osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID,SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT );}else{// Device is no longer in the network}break;default:break;}// Release the memory釋放消息占用的內存osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt );// Next - if one is available// 返回while ( MSGpkt )重新處理事件，直到緩沖區沒有等待處理事件為止MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );}// return unprocessed events 返回未處理的事件return (events ^ SYS_EVENT_MSG);}// Send a message out - This event is generated by a timer// (setup in SampleApp_Init()).if ( events & SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT ) //如果是 SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT 事件進入這里 這里是網絡狀態改變之后標志位值1的{// Send the periodic messageSampleApp_SendPeriodicMessage();// Setup to send message again in normal period (+ a little jitter)osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID, SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,(SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT + (osal_rand() & 0x00FF)) );// return unprocessed eventsreturn (events ^ SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT);}// Discard unknown eventsreturn 0; }

了解以上的流程我們就可以了解到協議棧的整體運行機制了。并且大概的概念。

下面我們介紹本節涉及zigbee協議棧的函數；

函數名：osal_start_timerEx

函數聲明uint8 osal_start_timerEx( uint8 taskID, uint16 event_id, uint16 timeout_value )

這是一個定時器的函數，將在timeout_value毫秒之后將任務號為taskID的任務，事件號為event_id的事件標志位置為1.這個時候就可以通過evens&進行判斷

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zigbee協議棧串口收發 From zigbee菜鳥筆記（十 二）點擊進入

總結

以上是生活随笔為你收集整理的zigbee协议栈工作流程 From zigbee菜鸟笔记（十 一）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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