ZigBee(WSN)之初现

伊海

Zigbee无线传感器网络涉及电子、电路、通信、射频等多学科的知识，这对于入门级来说，无形增加了学习难度，很多读者看zigbee协议、射频电路------- 学了半年甚至是更长的时间，但是连基本的点对点通信都无法实现，更别说根据对zigbee协议的理解来实现正常的网络部署工作了。

基于此原因，本书推荐另一种学习思路，不是将学习重点放在复杂的zigbee协议、射频、天线等知识，而是直接进行zigbee无线网络点对点通信的学习，基本思路：从发送端发送一个数据，接收端接收到数据后校验收到的数据是否正确，并给出相应的指示。很简单的功能，但是这里涉及以下的问题：

l  数据在协议栈里面是如何流动的；

l  如何调用zigbee协议栈提供的发送函数；

l  如何使用zigbee协议栈进行数据的接收；

l  如何理解zigbee协议栈；

l  Zigbee协议栈是采用分层的思想，各层都具有哪些功能；

l  如何利用zigbee协议栈提供的函数来实现基本的无线传感器网络应用程序的开发；

l  系统硬件对zigbee协议都提供了哪些支持

注：技术书要有目标，带着问题阅读，理清知识框架，精读

本章的主要目的是使读者对zigbee协议栈开发有个感性认识，从功能上理解协议栈，展示了zigbee无线网络中数据传输过程。

伊海

zigbee协议栈

进行zigbee无线传感器网络的开发，首先是面临的问题是什么？是zigbee协议栈，以及由此引发的如下问题：

l  Zigbee协议栈和zigbee协议是什么关系？

l  如何使用zigbee协议栈进行应用程序的开发？

4.1.1 什么是zigbee协议栈

协议定义的是一系列的通信标准，通信双方需要共同按照这一标准进行数据的收发；

协议栈是协议的具体实现形式，通俗的理解为用代码实现函数库，以便于开发人员调用。

Zigee协议分为两部分，IEEE802.15.4定义了物理层和MAC层技术规范，zigbee联盟定义了网络层、安全层和应用层技术规范，zigbee协议栈就是将各个层定义的协议都集合在一起，以函数的形式实现，并给用户提供一些应用层API供用户调用。

注:虽然协议是统一的，但是协议的具体实现形式是变化的，即是不同厂商提供的协议栈是有区别的。如函数名称和参数列表可能有区别。查看厂商的Demo演示程序、说明文档来学习各个函数的使用方式

使用zigbee协议栈进行开发的基本思路可以概括为如下几点：

l  用户对于zigbee无线网络的开发简化为应用层的C语言程序开发，用户不需要深入研究复杂的zigbee协议栈；

l  Zigbee无线传感器网络中数据采集，只需要用户在应用层加入传感器的读取函数即可

l  如果考虑到节能，可以根据数据采集周期进行定时，定时时间到就唤醒zigbee的终端节点，终端节点唤醒后，自动采集传感器数据，然后将数据发送给路由器或直接发给协调器。

伊海

如何使用zigbee协议栈

既然zigbee协议栈已经实现了zigbee协议，那么用户就可以使用协议栈提供的API进行应用程序的开发，在开发过程中完全不必关心zigbee协议的具体实现细节，只需要关心一个核心的问题：应用程序数据从哪里来到哪里去。

举个例子，当用户应用程序需要进行数据通信时，需要按照如下的步骤实现：

1、 调用协议栈提供的组网函数、加入网络函数，实现网络的建立与节点的加入；

2、 发送设备调用协议栈提供的无线数据发送函数，实现数据的发送

3、 接收端调用协议栈提供的无线数据接收函数，实现数据的正确接收

因此，使用协议栈进行应用程序开发时，开发者不需要关心协议栈是具体怎么实现的(例如：每个函数是怎么实现的，每条函数代码是什么意思等)，只需要知道协议栈提供的函数实现什么样的功能，会调用相应的函数来实现自己的应用需求即可。

技巧提示：在TI推出的zigbee 2007协议栈(又称作Z-Stack)中，提供的数据发送函数如下：

afStatus_tAF_DataRequest(afAddrType_t *dstAddr,

                          endPointDesc_t*srcEP,

                          uint16 cID;

                          uint16 len;

                          uint8  *buf;

                          uint8  *transID;

                          uint8  options,

                          uint8  radius)

用户调用该函数即可实现数据的无线发送，当然，此函数中有8个参数，用户需要将每个参数含义理解以后，才能熟练应用该函数进行无线数据通信的目的。

AF_DataRequest()函数中最核心的两个参数：

uint16len ---发送数据的长度

uint8*buf---指向存放发送数据的缓冲区的指针

至于调用该函数后，如何初始化硬件进行数据发送等工作，用户不需要关心，zigbee协议栈已经将所需要的初始化工作初始化了，这就类似学习TCP/IP网络编程时，用户只需要调用相应的数据发送、接收函数即可，而不必关心具体的网卡驱动(如DM9000、CS8900网卡是如何接收数据的)的具体细节。

lxe

如此高深。。。