一、ZigBee协议栈
1、什么是ZigBee协议栈？
协议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正常的数据发射和接收。
协议栈是协议的具体实现形式，就是协议栈是协议和用户之间的一个接口，开发人员通过使用协议栈来使用这个协议的，进而实现无线数据收发。
ZigBee 的协议分为两部分
IEEE 802.15.4 定义了 PHY（物理层）和 MAC（介质访问层）技术规范；
ZigBee联盟定义了 NWK（网络层）APS（应用程序支持子层）、APL（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直，以函数的形式实现，并给用户提供 API(应用层)，用户可以直接调用。
2、ZigBee协议栈怎么用，用到什么地步？
（1）协议栈是协议的实现，可以理解为代码，函数库，供上层应用调用，协议较底下的层与
应用是相互独立的。
（2）商业化的协议栈就是给你写好了底层的代码，符合协议标准，提供给你一个功能模块给你调用。
（3）我们只需要想好应用逻辑，数据的传输、存储，处理；系统设备之间的通信顺序。
（4）当我们的应用需要数据通信时，调用组网函数给你组建你想要的网络；
（5）当你想从一个设备发数据到另一个设备时，调用无线数据发送函数；接收端就调用接收函数；
（6）当设备闲置时，就调用睡眠函数；工作的时候就调用唤醒函数。
所以当我们做具体应用时，不需要关心协议栈是怎么写的，里面的每条代码是什么意思。除非你要做协议研究。每个厂商的协议栈有区别，也就是函数名称和参数可能有区别，这个要看具体的例子、说明文档。
3、无线数据通信一般步骤
1、组网：调用协议栈的组网函数、加入网络函数，实现网络的建立与节点的加入。
2、发送：发送节点调用协议栈的无线数据发送函数，实现无线数据发送。
3、接收：接收节点调用协议栈的无线数据接收函数，实现无线数据接收。
例：无线发送函数
1、afStatus_t AF_DataRequest( afAddrType_t *dstAddr,
2、 endPointDesc_t *srcEP,
3. uint16 cID,
4. uint16 len, //发送数据的长度
5. uint8 *buf, //只想存放发送数据的缓冲区的指针
6. uint8 *transID,
7. uint8 options,
8. uint8 radius )
我们理解了函数中的8个参数的含义，就可以使用这个函数进行无线数据通信
我一直不太理解，也没有能力理解调用协议后硬件的工作。但是只要我们调用函数后，ZigBee协议栈会将所需要的工作做好，我们只需要调用相应的API函数（预定义函数）即可。
二、无线控制LED
ZigBee协议栈例程
1、main函数
int mian(void)
{
osal_int_disable(INTS_ALL); //关闭所有中断
HAL_BOARD_INIT(); //初始化系统时钟
zmain_vdd_check(); //检查芯片电压是否正常
InitBoard( OB_COLD ); //初始化 I/O ，LED 、Timer 等
HalDriverInit(); //初始化芯片各硬件模块
osal_nv_init( NULL ); //初始化 Flash 存储器
ZMacInit(); //初始化 MAC 层
zmain_ext_addr(); //确定 IEEE 64 位地址
zgInit(); //初始化非易失变量
#ifndef NONWK
// 因为AF不是任务，所以调用它的初始化例程
afInit();
#endif
osal_init_system(); //初始化操作系统
osal_int_enable( INTS_ALL ); //使能全部中断
InitBoard( OB_READY ); //最终板载初始化
zmain_dev_info(); //显示设备信息
#ifdef LCD_SUPPORTED
zmain_lcd_init(); //初始化 LCD
#endif
#ifdef WDT_IN_PM1
如果使用WDT，这是启用它的好地方。
WatchDogEnable( WDTIMX );
#endif
osal_start_system();// No Return from here 执行操作系统，进去后不会返回
return 0; //无返回值
}
main函数先执行初始化工作，包括硬件、网络层、任务等初始化。然后进行osal_start_system();操作系统，进去后无法返回。
在这里有两个重要的函数
初始化操作系统 osal_init_system();
运行操作系统 osal_start_system();
我们先看osal_init_system();系统初始化函数，
osal_init_system();包含6个初始化函数，在这里我们只看osalInitTasks();任务初始化函数。
2、初始化操作系统 osal_init_system();——osalInitTasks();任务初始化函数
函数代码如下：
void osalInitTasks( void )
{
uint8 taskID = 0;
// 分配内存，返回指向缓冲区的指针
tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt);
// 设置所分配的内存空间单元值为 0
osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt));
// 任务优先级由高向低依次排列，高优先级对应 taskID 的值反而小
macTaskInit( taskID++ ); //macTaskInit(0) ，用户不需考虑
nwk_init( taskID++ ); //nwk_init(1)，用户不需考虑
Hal_Init( taskID++ ); //Hal_Init(2) ，用户需考虑
#if defined( MT_TASK ) //如果定义 MT_TASK 则调用 MT_TaskInit（）
MT_TaskInit( taskID++ );
#endif
APS_Init( taskID++ ); //APS_Init(3) ，用户不需考虑
#if defined ( ZIGBEE_FRAGMENTATION )
APSF_Init( taskID++ );
#endif
ZDApp_Init( taskID++ ); //ZDApp_Init(4) ，用户需考虑
#if defined ( ZIGBEE_FREQ_AGILITY ) || defined ( ZIGBEE_PANID_CONFLICT )
ZDNwkMgr_Init( taskID++ );
#endif
//用户创建的任务
SampleApp_Init( taskID ); // SampleApp_Init _Init(5)，用户需考虑。重要!
}
函数对taskID 进行初始化，每初始化一个，taskID++。
有些注释后面有些写着用户需
要考虑，有些则写着用户不需考虑。需要考虑的用户可以根据自己的硬件平台进行其
他设置，而写着不需考虑的也是不能修改的。TI 公司协议栈已完成。
SampleApp_Init()是我们应用协议栈的必要函数，用户通常在这里初始化自己的东西。
3、 osal_start_system();运行操作系统
void osal_start_system( void )
{
#if !defined ( ZBIT ) && !defined ( UBIT )
for(;;) // 死循环
#endif
{
uint8 idx = 0;
osalTimeUpdate(); //扫描哪个事件被触发了，然后置相应的标志位
Hal_ProcessPoll(); //轮询 TIMER 与 UART
do {
if (tasksEvents[idx]) // T务是准备好的最高优先级
{
break; //得到待处理的最高优先级任务索引号 idx
}
} while (++idx < tasksCnt);
if (idx < tasksCnt)
{
uint16 events;
halIntState_t intState;
HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);// 进入临界区,保护
events = tasksEvents[idx]; //提取需要处理的任务中的事件
tasksEvents[idx] = 0; //清除本次任务的事件
HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); // 退出临界区
events = (tasksArr[idx])( idx, events );//通过指针调用任务处理函数，关键
HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState); //进入临界区
tasksEvents[idx] |= events; // 保存未处理的事件 将未处理的事件返回到当前任务。
HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); // 退出临界区
}
#if defined( POWER_SAVING )
else // 完全通过所有没有活动的任务事件？
{
osal_pwrmgr_powerconserve(); // 使处理器/系统进入休眠状态
}
#endif
}
}
events = tasksEvents[idx];进tasksEvents[idx]数组定义，发现恰好是osalInitTasks()函数里面分配空间初始化过的 tasksEvents。而且 taskID 一一对应。这就是初始化与调用的关系。taskID 把任务联系起来了。
4、SampleApp_Init()用户应用任务初始化函数
void SampleApp_Init( uint8 task_id )
{
SampleApp_TaskID = task_id;//osal 分配的任务 ID 随着用户添加任务的增多而改变
SampleApp_NwkState = DEV_INIT; /*设备状态设定为 ZDO 层中定义的初始化状态
初始化应用设备的网络类型，设备类型的改变都要产生一个事件—ZDO_STATE_CHANGE，从字
面理解为 ZDO 状态发生了改变。所以在设备初始化的时候一定要把它初始化为什么状态都没
有。那么它就要去检测整个环境，看是否能重新建立或者加入存在的网络。但是有一种情况
例外，就是当 NV_RESTORE 被设置的候（NV_RESTORE 是把信息保存在非易失存储器中），那么
当设备断电或者某种意外重启时，由于网络状态存储在非易失存储器中，那么此时就只需要
恢复其网络状态，而不需要重新建立或者加入网络了.**这里需要设置 NV_RESTORE 宏定义**。 */
SampleApp_TransID = 0; //消息发送 ID（多消息时有顺序之分）
#if defined ( BUILD_ALL_DEVICES )
if ( readCoordinatorJumper() )
zgDeviceLogicalType = ZG_DEVICETYPE_COORDINATOR;
else
zgDeviceLogicalType = ZG_DEVICETYPE_ROUTER;
#endif // BUILD_ALL_DEVICES
/*该段的意思是，如果设置了 HOLD_AUTO_START 宏定义，将会在启动芯片的时候会暂停启动
流程，只有外部触发以后才会启动芯片。其实就是需要一个按钮触发它的启动流程。 */
#if defined ( HOLD_AUTO_START )
ZDOInitDevice(0);
#endif
//设置发送数据的方式和目的地址寻址模式
//发送模式:广播发送
SampleApp_Periodic_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)AddrBroadcast; //广播
SampleApp_Periodic_DstAddr.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT; //指定端点号
SampleApp_Periodic_DstAddr.addr.shortAddr = 0xFFFF;//指定目的网络地址为广播地址
//发送模式:组播发送 Setup for the flash command's destination address - Group 1
SampleApp_Flash_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)afAddrGroup; //组寻址
SampleApp_Flash_DstAddr.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT; //指定端点号
SampleApp_Flash_DstAddr.addr.shortAddr = SAMPLEAPP_FLASH_GROUP; //组号 0x0001
//定义本设备用来通信的 APS 层端点描述符
SampleApp_epDesc.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;
SampleApp_epDesc.task_id = &SampleApp_TaskID; //SampleApp 描述符的任务 ID
SampleApp_epDesc.simpleDesc = (SimpleDescriptionFormat_t*)&SampleApp_SimpleDesc;
//SampleApp 简单描述符
SampleApp_epDesc.latencyReq = noLatencyReqs; //延时策略
/*向 AF 层登记描述符, 登记 endpoint description 到 AF,要对该应用进行初始化并在 AF
进行登记，告诉应用层有这么一个 EP 已经开通可以使用，那么下层要是有关于该应用的信
息或者应用要对下层做哪些操作，就自动得到下层的配合 */
afRegister( &SampleApp_epDesc );
// 登记所有的按键事件
RegisterForKeys( SampleApp_TaskID );
// 默认情况下，所有设备都在第一组中启动
SampleApp_Group.ID = 0x0001; //组号
osal_memcpy( SampleApp_Group.name, "Group 1", 7 ); //设定组名
aps_AddGroup( SAMPLEAPP_ENDPOINT, &SampleApp_Group ); //把该组登记添加到 APS 中
#if defined ( LCD_SUPPORTED )
HalLcdWriteString( "SampleApp", HAL_LCD_LINE_1 ); //如果支持 LCD，显示提示信息
#endif
}
5、SampleApp_ProcessEvent() 用户应用任务的事件处理函数
uint16 SampleApp_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )
{
afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt;
(void)task_id; // 有意未引用的参数
if ( events & SYS_EVENT_MSG ) //接收系统消息再进行判断
{
//接收属于本应用任务 SampleApp 的消息，以 SampleApp_TaskID 标记
MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );
while ( MSGpkt )
{
switch ( MSGpkt->hdr.event )
{
// 当按下密钥时收到
case KEY_CHANGE: //按键事件
SampleApp_HandleKeys( ((keyChange_t *)MSGpkt)->state,((keyChange_t*)MSGpkt)->keys );
break; // 在接收到此端点的消息(OTA)时收到
case AF_INCOMING_MSG_CMD: //接收数据事件,调用函数 AF_DataRequest()接收数据
SampleApp_MessageMSGCB( MSGpkt ); //调用回调函数对收到的数据进行处理
break;// 每当设备在网络中更改状态时接收。
case ZDO_STATE_CHANGE: /*只要网络状态发生改变，就通过 ZDO_STATE_CHANGE 事
件通知所有的任务。同时完成对协调器，路由器，终端的设置 */
SampleApp_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);
//if ( (SampleApp_NwkState == DEV_ZB_COORD) /*实验中协调器只接收数据所以取消发送事件*/
if ( (SampleApp_NwkState == DEV_ROUTER) || (SampleApp_NwkState == DEV_END_DEVICE) )
{
//这个定时器只是为发送周期信息开启的，设备启动初始化后从这里开始触发第一个周期信息的发送，然后周而复始下去。
osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID,
SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,
SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT );
}
else
{
// 设备不再存在于网络中。
}
break;
default:
break;
}
// 释放内存 //事件处理完了，释放消息占用的内存
osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt );
//指针指向下一个放在缓冲区的待处理的事件，返回 while ( MSGpkt )重新处理事件，直到缓冲区没有等待处理事件为止
MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );
}
// return unprocessed events //返回未处理的事件
return (events ^ SYS_EVENT_MSG);
}
// 发送消息-此事件由计时器生成。
// (setup in SampleApp_Init()).
if ( events & SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT )
{
//处理周期性事件，利用 SampleApp_SendPeriodicMessage()处理完当前的周期性事件，然后启动定时器开启下一个周期性事情，这样一种循环下去，也即是上面说的周期性事件了，可以做为传感器定时采集、上传任务
SampleApp_SendPeriodicMessage();
// 在正常时间内再次发送消息的设置(+一点抖动)
osal_start_timerEx(SampleApp_TaskID,SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,(SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT + (osal_rand() & 0x00FF)) );
// return unprocessed events 返回未处理的事件
return (events ^ SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT);
}
// 丢弃未知事件
return 0;
}
6、分析接收数据函数SampleApp_MessageMSGCB
//接收数据，参数为接收到的数据
void SampleApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt )
{
uint16 flashTime;
byte buf[3];
switch ( pkt->clusterId ) //判断簇 ID
{
case SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID: //收到广播数据
osal_memset(buf, 0 , 3);
osal_memcpy(buf, pkt->cmd.Data, 2); //复制数据到缓冲区中
if(buf[0]=='D' && buf[1]=='1') //判断收到的数据是否为“D1”
{
HalLedBlink(HAL_LED_1, 0, 50, 500); //如果是则 Led1 间隔 500ms 闪烁
#if defined(ZDO_COORDINATOR) //协调器收到"D1"后,返回"D1"给终端，让终端 Led1 也闪烁
SampleApp_SendPeriodicMessage();
#endif
}
else
{
HalLedSet(HAL_LED_1, HAL_LED_MODE_ON);
}
break;
case SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID: //收到组播数据
flashTime = BUILD_UINT16(pkt->cmd.Data[1], pkt->cmd.Data[2] );
HalLedBlink( HAL_LED_4, 4, 50, (flashTime / 4) );
break;
}
}
7、分析发送周期信息 SampleApp_SendPeriodicMessage()
void SampleApp_SendPeriodicMessage( void )
{
byte SendData[3]="D1";
// 调用 AF_DataRequest 将数据无线广播出去
if( AF_DataRequest( &SampleApp_Periodic_DstAddr, &SampleApp_epDesc,
SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID,
2,
SendData,
&SampleApp_TransID,
AF_DISCV_ROUTE,
AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS )
{
}
else
{
HalLedSet(HAL_LED_1, HAL_LED_MODE_ON);
// 请求发送时发生错误
}
}
8、AF_DataRequest 发送函数
AF_DataRequest( &SampleApp_Periodic_DstAddr, //发送目的地址＋端点地址和传送模式
&SampleApp_epDesc, //源(答复或确认)终端的描述（比如操作系统中任务 ID 等）源 EP
SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID, //被 Profile 指定的有效的集群号
2, // 发送数据长度
SendData,// 发送数据缓冲区
&SampleApp_TransID, // 任务 ID 号
AF_DISCV_ROUTE, // 有效位掩码的发送选项
AF_DEFAULT_RADIUS ) //传送跳数，通常设置为 AF_DEFAULT_RADIUS
