SimpleApp例子中网络的形成过程

  每个设备都有一组被配置的参数，整个配置参数在代码中已经定义了默认值（在f8wConfig.cfg）中，在同个网络中，所有设备的“网络细节”配置参数（如PANID，Channel等）应该被设置成一样的值。每个设备的“设备细节”配置参数（Coordinator，Router EndDevice等）可能配置为不同的值。

    但是，ZCD_NV_LOGICAL_TYPE必须被设置，确保①有正确的一个设备作为协调器被配置②所有电池供电的设备作为终端设备被配置。一旦这些工作都完成，这个设备就可以以任意方式启动，协调器设备将建立网络，其他设备将发现和加入这个网络。

    协调器将扫描所有被ZCD_NV_CHANLIST参数制定的通道和选择1个最小能量的通道，如果有2个以上的最小能量通道，则协调器选择在ZigBee网络中存在的序号最小的通道，协调器将选择用ZCD_NV_PANID参数指定的网络ID，路由器和终端设备将扫描用ZCD_NV_CHANLIST配置参数指定的通道和试图发现ID为ZCD_NV_PANID参数指定的网络。

（1）   协调器格式化网络

    协调器将扫描DEFAULT_CHANLIST指定的通道，最后在其中之一上形成网络， 在f8wConfig.cfg文件中，可以看到其定义如下：

-DDEFAULT_CHANLIST=0x00000800  // 11 - 0x0B

还可以查看到PANID的定义：

-DZDAPP_CONFIG_PAN_ID=0xFFFF

    如果 ZDAPP_CONFIG_PAN_ID被定义为0xFFFF,那么协调器将根据自身的IEEE地址建立一个随机的PAN ID，如果ZDAPP_CONFIG_PAN_ID没有被定义为0xFFFF,那么协调器建立网络的PAN ID将由ZDAPP_CONFIG_PAN_ID指定。

可以在下面的函数发现PID的判断

ZStatus_t ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB( byte ResultCount,

                                         networkDesc_t *NetworkList )

{

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

for ( i = 0; i < ResultCount; i++, pNwkDesc = pNwkDesc->nextDesc )

    {

      if ( zgConfigPANID != 0xFFFF )

      {

        // PAN Id is preconfigured. check if it matches

        // only 14 bits of pan id is used

        if ( pNwkDesc->panId != ( zgConfigPANID & 0x3FFF ) )

          continue;

      }

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

}

当所有的参数配置好后，可以调用下面的函数来格式化网络。

ZStatus_t NLME_NetworkFormationRequest( uint16 PanId, uint32 ScanChannels,

                                      byte ScanDuration, byte BeaconOrder,

                                      byte SuperframeOrder,

byte BatteryLifeExtension );

（2）  路由器和终端设备加入网络

    路由器和终端设备启动后，将扫描DEFAULT_CHANLIST指定的频道，如果ZDAPP_CONFIG_PAN_ID没有被定义为0xFFFF,则路由器将强制加入ZDAPP_CONFIG_PAN_ID定义的网络。

发现一个网络可以调用下面的函数

ZStatus_t NLME_NetworkDiscoveryRequest( uint32 ScanChannels, byte scanDuration);

     该函数要求网络层去发现邻居路由器节点，并且应该在进行网络扫描之前调用，扫描的结果由ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB()函数返回。其中：

ScanChannels-----准备扫描的信道号（信道号的范围为11~26，也就是2.4GHz频段有效）

scanDuration--------规定了在新的网开始建立之前，其他网络可能扫描每个信道的时间其长度。

发现网络存在后，就调用下面的函数加入网络

ZStatus_t NLME_OrphanJoinRequest( uint32 ScanChannels, byte ScanDuration );

该函数要求网络层以孤节点的形式加入网络，函数调用的结果由ZDO_JoinConfirmCB()返回。其中：

ScanChannels------准备扫描的信道号

scanDuration--------规定了在新的网开始建立之前，其他网络可能扫描每个信道的时间其长度。

（3）  实际上，ZigBee设备启动时不直接调用上面的三个函数，而是通过调用ZDO_StartDevice（）函数来启动设备。当sapi_Init()函数的最后，调用osal_set_event(task_id,ZB_ENTRY_EVENT);函数，触发ZB_ENTRY_EVENT事件后，ZCD_NV_STARTUP_OPTION被设置为ZCD_STARTOPT_AUTO_START后，在zb_HandleKeys（）函数中，也就是按下SW1键后。会在SAPI_ProcessEvent( byte task_id, UINT16 events )函数中执行下面的语句。

if ( events & ZB_ENTRY_EVENT )

  {

    uint8 startOptions;

    // Give indication to application of device startup

    zb_HandleOsalEvent( ZB_ENTRY_EVENT );

 

    // LED off cancels HOLD_AUTO_START blink set in the stack

    HalLedSet (HAL_LED_4, HAL_LED_MODE_OFF);

 

    zb_ReadConfiguration( ZCD_NV_STARTUP_OPTION, sizeof(uint8), &startOptions );

    if ( startOptions & ZCD_STARTOPT_AUTO_START )

    {

      zb_StartRequest();

    }

    else

    {

      // blink leds and wait for external input to config and restart

      HalLedBlink(HAL_LED_2, 0, 50, 500);

    }

    return (events ^ ZB_ENTRY_EVENT );

  }

下面是zb_StartRequest();函数的源代码

void zb_StartRequest()

{

  uint8 logicalType;

  // Start the device

  // start delay = min(NWK_START_DELAY, zgStartDelay) + rand() - only for fresh start, not restore

  if ( zgStartDelay < NWK_START_DELAY )

    zgStartDelay = 0;

  else

    zgStartDelay -= NWK_START_DELAY;

 

  // check that bad combinations of compile flag definitions and device type

  //读取设备的逻辑设备

  zb_ReadConfiguration( ZCD_NV_LOGICAL_TYPE, sizeof(uint8), &logicalType );

   if (  ( logicalType > ZG_DEVICETYPE_ENDDEVICE ) || ．．．．．．　)//判断设备配置是否正确

   {

     SAPI_SendCback( SAPICB_START_CNF, ZInvalidParameter, 0 );//配置错误

   }

   else

   {

     ZDOInitDevice(zgStartDelay);

   }

  return;

}

    设备打开电源之后，由于还没有形成网络，所以经过设备逻辑类型的判断后，程序会跳转到ZDOInitDevice(zgStartDelay);下面是ZDOInitDevice(zgStartDelay);的程序定义。

 

uint8 ZDOInitDevice( uint16 startDelay )

{

  ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 

#if defined ( NV_RESTORE )

  // Get Keypad directly to see if a reset nv is needed.

  // Hold down the SW_BYPASS_NV key (defined in OnBoard.h)

  // while booting to skip past NV Restore.

  if ( HalKeyRead() == SW_BYPASS_NV )

    networkStateNV = ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE;

  else

  {

    // Determine if NV should be restored　决定NV是否应该被重新载入

    networkStateNV = ZDApp_ReadNetworkRestoreState();

  }

 

  if ( networkStateNV == ZDO_INITDEV_RESTORED_NETWORK_STATE )

  {

    networkStateNV = ZDApp_RestoreNetworkState();

  }

  else

  {

    // Wipe out the network state in NV

    NLME_InitNV();//清除NV中的网络状态

    NLME_SetDefaultNV();

  }

#endif

  if ( networkStateNV == ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE )

  {

    ZDAppDetermineDeviceType();

    // 加入网络的时延

    extendedDelay = (uint16)((NWK_START_DELAY + startDelay)

              + (osal_rand() & EXTENDED_JOINING_RANDOM_MASK));

  }

 

  // Initialize device security 初始化设备的安全属性

  ZDApp_SecInit( networkStateNV );

 

  // Trigger the network start 开始网络的形成

  ZDApp_NetworkInit( extendedDelay );

  return ( networkStateNV );

}

   其中，ZDApp_NetworkInit( extendedDelay );函数会触发ZDO_NETWORK_INIT事件，其源代码如下：

void ZDApp_NetworkInit( uint16 delay )

{

  if ( delay )

  {

    // Wait awhile before starting the device 一一段时间后启动设备。

    osal_start_timerEx( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT, delay );

  }

  else

  {

    osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT );

  }

}

    而ZDO_NETWORK_INIT事件的处理函数位于Z-Stack应用层的任务事件处理函数ZDApp_event_loop()中，其代码如下:

UINT16 ZDApp_event_loop( byte task_id, UINT16 events )

{

  ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

  if ( events & ZDO_NETWORK_INIT )

  {

    // Initialize apps and start the network　初始化网络应用程序并启动网络

    devState = DEV_INIT;

    ZDO_StartDevice( (uint8)ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType, devStartMode,

                     DEFAULT_BEACON_ORDER, DEFAULT_SUPERFRAME_ORDER );

    // Return unprocessed events 返回没有处理的事件

    return (events ^ ZDO_NETWORK_INIT);

  }

 

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

  return 0;

}

    其实在ZDO_StartDevice()函数中，分别调用了NLME_NetworkFormationRequest(),NLME_NetworkDiscoveryRequest和NLME_OrphanJoinRequest函数。所以它会自动启动设备，并根据类型的不同做相应的工作，用户可以完全不用关心这些工作，而全部交给Z-Stack来完成。

void ZDO_StartDevice( byte logicalType, //设备逻辑类型

                                  devStartModes_t startMode,//启动模式

                                  byte beaconOrder, //信标的时间

byte superframeOrder )//超帧长度

{

  ZStatus_t ret;

  ret = ZUnsupportedMode;

 

#if defined(ZDO_COORDINATOR)

  if ( logicalType == NODETYPE_COORDINATOR )

  {

    if ( startMode == MODE_HARD )

    {

      devState = DEV_COORD_STARTING;

      ret = NLME_NetworkFormationRequest( zgConfigPANID, zgDefaultChannelList,

                                          zgDefaultStartingScanDuration, beaconOrder,

                                          superframeOrder, false );

    }

   ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

 

#if !defined ( ZDO_COORDINATOR ) || defined( SOFT_START )

  if ( logicalType == NODETYPE_ROUTER || logicalType == NODETYPE_DEVICE )

  {

    if ( (startMode == MODE_JOIN) || (startMode == MODE_REJOIN) )

    {

      devState = DEV_NWK_DISC;//设置设备的属性

 

  #if defined( MANAGED_SCAN )

      ZDOManagedScan_Next();

      ret = NLME_NetworkDiscoveryRequest( managedScanChannelMask, BEACON_ORDER_15_MSEC );

  #else

      ret = NLME_NetworkDiscoveryRequest( zgDefaultChannelList, zgDefaultStartingScanDuration );

  #endif

    }

    else if ( startMode == MODE_RESUME )

    {

      if ( logicalType == NODETYPE_ROUTER )

      {

        ZMacScanCnf_t scanCnf;

        devState = DEV_NWK_ORPHAN;

 

        /* if router and nvram is available, fake successful orphan scan */

        scanCnf.hdr.Status = ZSUCCESS;

        scanCnf.ScanType = ZMAC_ORPHAN_SCAN;

        scanCnf.UnscannedChannels = 0;

        scanCnf.ResultListSize = 0;

        nwk_ScanJoiningOrphan(&scanCnf);

 

        ret = ZSuccess;

      }

      else

      {

        devState = DEV_NWK_ORPHAN;

        ret = NLME_OrphanJoinRequest( zgDefaultChannelList,

                                      zgDefaultStartingScanDuration );

      }

    }

    else

    {

#if defined( LCD_SUPPORTED )

      HalLcdWriteScreen( "StartDevice ERR", "MODE unknown" );

#endif

    }

  }

#endif  //!ZDO COORDINATOR || SOFT_START

 

  if ( ret != ZSuccess )

    osal_start_timerEx(ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT, NWK_RETRY_DELAY );

}