基于CC2430的終端選擇協(xié)調(diào)器入網(wǎng)方案實現(xiàn)

ZigBee是一種嶄新的，專注于低功耗、低成本、低復雜度、低速率的近程無線網(wǎng)絡通信技術(shù)，也是目前嵌入式應用的一個大熱點。

近年來，ZigBee無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡在我國應用越來越多。在很多地方取代了局域網(wǎng)。實際應用于樓宇監(jiān)控系統(tǒng)、無線方式集中抄表以及礦山救援系統(tǒng)和家電控制等等。文中談及在我國有較多客戶使用的TI公司的產(chǎn)品CC2430。

1  問題的提出

在一片不大的區(qū)域內(nèi)，有數(shù)個信道相同的協(xié)調(diào)器，但是PAN ID不同。當設置了終端的PAN ID后，終端只加入和其上存儲的PAN ID相同的協(xié)調(diào)器。目前本無線組網(wǎng)項目使用的是TI公司的CC2430，其上的ZigBee協(xié)議棧為TI的Z-STACK 1.4.3-1.2.1。由于TI公司的策略是終端比較隨機的加入其中的一個協(xié)調(diào)器，即使其上已經(jīng)定義了特定的PAN ID。從少量的實驗來看，CC2430作為終端優(yōu)先加入PAN ID號比較小的協(xié)調(diào)器。用戶一般無法讓終端選擇，并且終端掃描網(wǎng)絡和請求入網(wǎng)的過程都沒有給出源代碼。這樣便給這類實際應用帶來不便。

2  問題分析

關(guān)于CC2430／2431網(wǎng)絡的形成，可以參考《ZigBee技,術(shù)實踐教程》一書。該書為北京航空航天大學出版社出版，高守瑋和吳燦陽主編。

路由器和終端試圖加入一個網(wǎng)絡時，首先調(diào)用NLME_NetworkDiscoveryRequest()函數(shù)。該函數(shù)將進行網(wǎng)絡掃描，其結(jié)果由函數(shù)ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB()返回。而發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡存在后，將調(diào)用NLME_OrphanJoinRequest()函數(shù)試圖加入網(wǎng)絡。其結(jié)果由函數(shù)ZDO_JoinIndicationCB()返回。

遺憾的是，網(wǎng)絡掃描和請求入網(wǎng)兩個函數(shù)都沒有源代碼，造成無法修改的困境。客觀地說，在TI公司的ZSTACK上修改某些參數(shù)常常是比較困難的。只好從提供了源代碼的ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB()函數(shù)和ZDO_JoinIndicationCB()函數(shù)來想辦法。檢測ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB()的代碼，發(fā)現(xiàn)其最終調(diào)用ZDO_FinishProcessingMgmtNwkDiscReq()函數(shù)。

而在該函數(shù)中，有對路由器的特殊處理。條件編譯變量RTR_NWK代表有路由器功能的設備，雖然協(xié)調(diào)器可以兼做路由器，但執(zhí)行這段代碼的只可能是普通的路由器。

#if defined(RTR_NWK)
……
#endif

……中的代碼檢索返回的網(wǎng)絡信息描述結(jié)構(gòu)，查看有沒有和存儲的PAN ID相同的協(xié)調(diào)器。觀察ZDObject．c文件中的ZDO_StartDevice()函數(shù)，當啟動設備模式為“再繼續(xù)”時，即startMode==MODE_RESUME，終端設備以孤點方式請求加入網(wǎng)絡。再繼續(xù)模式實際上是標識非協(xié)調(diào)器設備處于網(wǎng)絡掃描完成，準備請求入網(wǎng)的狀態(tài)。分析到此，可以想出辦法了。首先定義一個檢查是否有PAN ID相同的協(xié)調(diào)器的全局變量bool變量p_matching。初始化時設其為FALSE。

3  解決方法和實際代碼

對剛才提及的代碼段，增加終端對返回的網(wǎng)絡信息描述結(jié)構(gòu)的查詢。



在ZDApp．c中修改ZDApp_event_loop()函數(shù)，在調(diào)用ZDO_StartDevice(…)之前，亦即在終端設備掃描網(wǎng)絡和請求入網(wǎng)前增加一段代碼。當終端和協(xié)調(diào)器PAN ID不同，并且是再繼續(xù)模式時，重新搜索是否有與PAN ID相同的協(xié)調(diào)器，而不請求人網(wǎng)。


這樣就使得終端有協(xié)調(diào)器可挑選了。

關(guān)于如何修改PAN ID，給出代碼如下(該代碼為協(xié)調(diào)器和終端通用的。_NIB是和網(wǎng)絡相關(guān)的全局結(jié)構(gòu)體)：



另外非協(xié)調(diào)器設備在初始化時，應該增加如下的代碼(gu16RecBuffLen為自定義的16位整型數(shù))：



通過對掃描網(wǎng)絡結(jié)果處理函數(shù)的分析，研究掃描網(wǎng)絡和請求人網(wǎng)前的程序段。在程序段中增加一個對終端是否檢索到特定PAN ID的協(xié)調(diào)器的邏輯變量。最后在程序中增加未檢索到特定PAN ID的協(xié)調(diào)器時不請求入網(wǎng)的代碼，以達到終端選擇協(xié)調(diào)器入網(wǎng)的目的。經(jīng)實驗，在現(xiàn)場有數(shù)個不同PAN ID的協(xié)調(diào)器的情況下，終端設備只加入特定的協(xié)調(diào)器。