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分类: C/C++

2014-08-15 10:46:21

原文地址:ZigBee网络通信概念区分 作者:whyliyi

先说几个ZigBee里边的缩写词:
ZCL:Zigbee Cluster Library
ZDP:ZigBee Device Profile
OTA:Over The Air
ISR:Interrupt Service Routine中断服务程序
KVP: Key-value pair (键值对)
MSG: Message service type(报文)

1、Endpoint

    每个设备都是一个节点,每个节点都有长短两个地址,每个设备有241个endpoint(0保留,1~240由应用层分配,241~254保留,255用于向所有的端点广播),每次通信的时候都需要对方的网络地址和endpoint号。其实endpoint就相当于TCP/IP通信中的端口号。一个应用程序只要有一个endpoint。每个endpoint都有一个简单描述符(zigbee simple descriptor,即SimpleDescriptionFormat_t)。每个endpoint都能接收(用于输入)或发送(用于输出)串格式的数据。

2、Cluster

    一个endpoint是一个逻辑设备,可以包含多个Cluster,每个Cluster包含不同的属性(开、关是“灯控制” Cluster对应不同情况的attribute)。另外,网络拓扑结构中提到的cluster是集群树,包括家长(parent)及其子女(child)。网络拓扑中的Cluster是指的节点(物理设备)之间的关系,而通信中的Cluster号指的通信事务的标号。在有些文章中,cluster定义成设备通信的“串”。
    ZCL通过判断ClusterID来达到相应的作用。ID和功能形成一一对应关系,这样,在无线传输过程当中,就不需要传输大量指令,只需传输clusterID,然后通过clusterID就可以判断需要执行的命令了。这样既保证了数据的安全性和通信可靠性,又提高了通信效率。

3、Node

    node是物理设备,相当于Internet网络中的无线网卡。endpoint是逻辑工作端。

4、重要数组

    指针数组tasksEvents[ ]里面最终分别指向的是各任务存储空间
    指针数组tasksArr[ ]里面最终分别指向的是各任务事件处理函数
    这两个指针数组里面各元素的顺序要一一对应,因为后面需要相应任务调用相应事件处理函数.
Zstack里,对于同一个任务可能有多种事件发生,那么需要执行不同的事件处理,为了方便,对于每个任务的事件处理函数都统一在一个事件处理函数中实现,然后根据任务的ID号(task_id)和该任务的具体事件(events)调用某个任务的事件处理函数,进入了该任务的事件处理函数之后,再根据events再来判别是该任务的哪一种事件发生,进而执行相应的事件处理.pTaskEventHandlerFn 是一个指向函数(事件处理函数)的指针,这里实现的每一个数组元素各对应于一个任务的事件处理函数,比如SampleApp_ProcessEvent对于用户自行实现的事件处理函数uint16 SampleApp_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events ),所以这里如果我们实现了一个任务,还需要把实现的该任务的事件处理函数在这里添加.

5、绑定

    绑定机制允许一个应用服务在不知道目标地址的情况下向对方(的应用服务)发送数据包。发送时使用的目标地址将由应用支持子层从绑定表中自动获得,从而能使消息顺利被目标节点的一个或多个应用服务,乃至分组接收。
    绑定指的是两个节点在应用层上建立起来的一条逻辑链路。在同一个节点上可以建立多个绑定服务,分别对应不同种类的数据包。此外,绑定也允许有多个目标节点(一对多绑定)。举个例子,在一个灯光网络中,有多个开关和灯光设备,每一个开关可以控制一个或以上的灯光设备。在这种情况下,需要在每个开关中建立绑定服务。这使得开关中的应用服务在不知道灯光设备确切的目标地址时,可以顺利地向灯光设备发送数据包。一旦在源节点上建立了绑定,其应用服务即可向目标节点发送数据,而不需指定目标地址了(调用zb_SendDataRequest(),目标地址可用一个无效值0xFFFE代替)。这样,协议栈将会根
据数据包的命令标识符,通过自身的绑定表查找到所对应的目标设备地址。在绑定表的条目中,有时会有多个目标端点。这使得协议栈自动地重复发送数据包到绑定表指定的各个目标地址。同时,如果在编译目标文件时,编译选项NV_RESTORE被打开,协议栈将会把绑定条目保存在非易失性存储器里。因此当意外重启(或者节点电池耗尽需要更换)等突发情况的发生时,节点能自动恢复到掉电前的工作状态,而不需要用户重新设置绑定服务。配置设备绑定服务,有两种机制可供选择。如果目标设备的扩展地址(64位地址)已知,可通过调用zb_BindDeviceRequest()建立绑定条目。如果目标设备的扩展地址未知,可实施一个“按键”策略实现绑定。这时,目标设备将首先进入一个允许绑定的状态,并通过zb_AllowBindResponse()对配对请求作出响应。然后,在源节点中执行zb_BindDeviceRequest()(目标地址设为无效)可实现绑定。此外,使用节点外部的委托工具(通常是协调器)也可实现绑定服务。请注意,绑定服务只能在“互补”设备之间建立。那就是,只有分别在两个节点的简单描述结构体(simple descriptor structure)中,同时注册了相同的命令标识符(command_id)并且方向相反(一个属于输出指令“output”,另一个属于输入指令“input”),才能成功建立绑定。

6、和TCP/IP协议的相似之处

    绑定,自然的想到了TCP/IP当中的绑定。在TCP/IP中,客户端和服务端都可以绑定,在绑定后,通信直接将数据通过send/recv函数发送/读取,不需要做过多的操作,在对应于一些特殊服务,比如常见的TFTP服务,总在相应的端口发生,因为,从此端口得到数据后,不需要做任何判断就可以知道是TFTP服务的数据。
    上边的绑定过程,TCP/IP和Zigbee绑定有相似之处,TCP/IP的端口相似与ZigBee的endpoint。而在通信的时候,即使知道是TFTP数据,也需要进一步判断,TFTP的细节,就类似于taskID中的taskEvents,每一个任务ID(taskID)中都有最多16个taskEvents与之对应,每一个endpoint中,还有不同属性的clusterID。
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