Z-Stack协议栈接收数据过程探究

TI公司推出的Z-Stack协议栈是ZigBee协议的一种具体实现。

2018-12-27 Ø

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在协调器这一端接收到来自终端的数据如何解析处理，并把净荷数据通过串口发送到PC机，在这里对整个程序流程进行一下分析。
首先，通信节点接收到数据包后会触发进入事件处理函数GenericApp_ProcessEvent();
第二步，进入数据事件处理函数之后，定义一个afIncomingMSGPacket_t结构体类型的指针变量MSGpkt用来指向消息队列中的数据包；afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt；

• 第三步，通过*osal_msg_receive(GenericApp_TaskID)函数来从消息队列中读取该数据；其中GenericApp_TaskID为任务优先级ID全局变量，在执行任务初始化函数GenericApp_Init()时将会被赋值！MSGpkt=(afIncomingMSGPacket_t)*osal_msg_receive(GenericApp_TaskID);
• 第四步，通过if语句判断事件是否属于强制事件SYS_EVENT_MSG，是的则执行下面的语句。
• 第五步，通过读取事件的头来判断事件的类型；
  afIncomingMSGPacket_t 有到来的报文包结构体类型
  在AF.h文件中的定义如下，它用来接收AF_DataRequest函数发来的数据以及各种其他类型的数据
  typedef struct{osal_event_hdr_t hdr; / OSAL Message header /
  uint16 groupId; / Message’s group ID - 0 if not set /
  uint16 clusterId; / Message’s cluster ID /
  afAddrType_t srcAddr; / Source Address, if endpointis STUBAPS_INTER_PAN_EP, it’s an InterPAN message /
  uint16 macDestAddr; / MAC header destination short address /
  uint8 endPoint; / destination endpoint /
  uint8 wasBroadcast; / TRUE if network destination was broadcast address /
  uint8 LinkQuality; / The link quality of the received data frame /
  uint8 correlation; / The raw correlation value of the received data frame /int8 rssi; / The received RF power in units dBm /
  uint8 SecurityUse; / deprecated /
  uint32 timestamp; / receipt timestamp from MAC /
  afMSGCommandFormat_t cmd; / Application Data */
  } afIncomingMSGPacket_t;
  1、 afIncomingMSGPacket_t结构体类型中的成员变量hdr是一个osal_event_hdr_t结构体类型的变量， osal_event_hdr_t事件头结构体类型在OSAL.h中定义如下：
  typedef struct
  { uint8 event; //通过这个变量可以获取事件类型
  uint8 status; //表示设备的状态，比如说是路由器还是终端节点
  } osal_event_hdr_t;
  1）因此，可以通过switch(MSGpkt->hdr.event)语句来判断事件的类型；强制事件SYS_EVENT_MSG的类型主要有：
  AF_DATA_CONFIRM_CMD
  AF_INCOMING_MSG_CMD 接收到新的无线数据包
  KEY_CHANGE 有按键按下的指示
  ZDO_STATE_CHANGE 网络状态发生改变
  ZDO_CB_MSG 指示每一个注册的ZDO响应消息
  在ZComDef.h文件中定义了ZigBee协议栈中每个消息对应事件的ID。
  #define AF_DATA_CONFIRM_CMD 0xFD // Data confirmation
  #define AF_INCOMING_MSG_CMD 0x1A // Incoming MSG type message
  2）设备状态status是一个枚举型的数据类型；其定义如下：
  typedef enum
  {DEV_HOLD, // Initialized - not started automatically
  DEV_INIT, // 初始化，没有连接到任何设备
  DEV_NWK_DISC, // Discovering PAN’s to join
  DEV_NWK_JOINING, // Joining a PAN
  DEV_NWK_REJOIN, // ReJoining a PAN, only for end devices
  DEV_END_DEVICE_UNAUTH, //Joined but not yet authenticated by trust center DEV_END_DEVICE, // Started as device after authentication
  DEV_ROUTER, // Device joined, authenticated and is a router
  DEV_COORD_STARTING, // Started as Zigbee Coordinator
  DEV_ZB_COORD, // Started as Zigbee Coordinator
  DEV_NWK_ORPHAN // Device has lost information about its parent…} devStates_t;
  2、afAddrType_t地址类型结构体类型在AF.h文件中的定义如下
  typedef struct
  {
  union { uint16 shortAddr;
  ZLongAddr_t extAddr;
  } addr;
  afAddrMode_t addrMode;
  uint8 endPoint;
  uint16 panId; // used for the INTER_PAN feature
  } afAddrType_t;

第六步，如果读取出来的事件的类型是AF_INCOMING_MSG_CMD，则调用接收数据处理函数；
case AF_INCOMING_MSG_CMD:
GenericApp_MessageMSGCB( MSGpkt );
break;
接收数据处理函数原型如下：
void GenericApp_MessageMSGCB(afIncomingMSGPacket_t *pkt)
{ unsigned char buffer[10];
switch ( pkt->clusterId ) //通过读取数据包的簇ID的值来判断这个数据包的类型究竟想完成什么任务
{
case GENERICAPP_CLUSTERID: // Put your code here to process the incoming data osal_memcpy(buffer,pkt->cmd.Data,10);
HalUARTWrite(0,buffer,10);
break;
}
}
函数中通过读取数据包的簇ID的值来判断这个数据包的类型究竟想完成什么任务，而一个节点发过来的数据包的簇ID的类型数量取决于发送节点简单描述符中所定义的输出簇ID的个数以及输出簇ID的列表；
例如发送节点的简单描述符定义如下,描述的是协调器节点
const SimpleDescriptionFormat_t GenericApp_SimpleDesc =
{ GENERICAPP_ENDPOINT, // GENERICAPP_PROFID, 智能家居的Profile ID是0x0104
GENERICAPP_DEVICEID, // uint16 AppDeviceId[2];
GENERICAPP_DEVICE_VERSION, // int AppDevVer:4;
GENERICAPP_FLAGS, //
GENERICAPP_MAX_CLUSTERS, // byte AppNumInClusters;
(cId_t *)GenericApp_ClusterList, //byte *pAppInClusterList;
0, //
(cId_t *)NULL //
};
而简单描述符结构体类型的定义如下
typedef struct{ int Endpoint; // 端口号
uint16 AppProfId[2]; // 应用规范ID
uint16 AppDeviceId[2]; // 应用设备ID
int AppDevVer:4; // 应用设备版本号
int AppFlags:4; // 保留
byte AppNumInClusters; // 输入簇ID的个数
byte *pAppInClusterList; // 输入簇ID的列表
byte AppNumInClusters; // 输出簇ID的个数
byte *pAppInClusterList; // 输出簇ID的列表
}SimpleDescriptionFormat_t;
输出簇ID的列表的定义如下
const cId_t GenericApp_ClusterList[GENERICAPP_MAX_CLUSTERS] =
{ GENERICAPP_CLUSTERID};
也就是说输出簇ID的个数只有一个，就是GENERICAPP_CLUSTERID，某一个簇ID可以理解成用来控制某一个应用领域下的一个特定对象，例如这个簇ID是用来控制灯光的开关的。当我们需要控制该应用领域的其他特定对象，比如需要传送采集的温度，此时我们需要另外设定一个簇ID.这样输出簇ID就要加一个，输出簇ID列表数组中就会多出一个簇ID。
在本例中簇ID为GENERICAPP_CLUSTERID意味着把接收到的数据通过串口传向PC机，因此先通过函数osal_memcpy( void *dst, const void GENERIC *src, unsigned int len )把数据包中携带的src所指向的数据拷贝到dst所指向的数组中afMSGCommandFormat_t结构体类型定义如下：
typedef struct{ uint8 TransSeqNumber; //存储的是发送端的发送序列号
uint16 DataLength; // 存储的是发送数据的长度信息
uint8 *Data; //存储的是接收到的数据缓冲区的指针
} afMSGCommandFormat_t;
所以，接收到的报文数据就封装在这个报文命令格式结构体中，pkt->cmd.Data，指的就是接收到的净荷数据的指针，然后，通过函数uint16 HalUARTWrite(uint8 port,uint8 *buf,uint16 length); 把接收到的数据通过CC2530的串口0发送给了PC机。HalUARTWrite(0,buffer,10);//通过串口0将buffer所指向的数组中的10个字节发出
第七步，当把收到数据包事件处理完了，就可以释放消息指针所占用的内存，便于让消息指针指向下一个消息。释放消息指针所占用的内存函数如下 osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt );
第八步，将指针指向下一个已接收到的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(GenericApp_TaskID);

第九步，将已经处理过的事件消除掉后作为返回值返回，采用异或的运算逻辑，没有处理的事件将不会受影响。return(events ^ SYS_EVENT_MSG); Ø
完整程序如下：

uint16 GenericApp_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )  
 1{  afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt;  
         if ( events & SYS_EVENT_MSG ) 
          2{    MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( GenericApp_TaskID );    
          while( MSGpkt )//需要将消息队列中所有的事件处理完毕才跳出这个循环    
              3{      switch ( MSGpkt->hdr.event )      
                   4{   case AF_INCOMING_MSG_CMD:         
                        GenericApp_MessageMSGCB( MSGpkt );        
                         break;      
                       default:        break;      
                    }4      // 以上把收到数据包事件处理完了，释放消息指针所占用的内存                       
                      osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt );     
                      MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive(GenericApp_TaskID);    
              }3    return(events ^ SYS_EVENT_MSG);// return unprocessed events 
        }2  return 0;
    }1 
               
    static void GenericApp_MessageMSGCB(afIncomingMSGPacket_t *pkt )
    {  
    unsigned char buffer[10];  switch ( pkt->clusterId ) 
     {   
         case GENERICAPP_CLUSTERID:    
         osal_memcpy(buffer,pkt->cmd.Data,10);// 将收到的数据拷贝到缓冲区buffer中         
         HalUARTWrite(0,buffer,10);  
         break; 
      }
    }