最近群内总是有新手不停地问如何入门的方法。今晚有点儿闲暇,就写一点儿自己的想法,希望能有点儿借鉴。
假设要学这个的同学们具备了基本的硬件基础和C语言基础,如果这两点不具备,我个人认为还是先找普通的51啊,Atmega啊,MSP430这样的单片机先玩玩,起码要对寄存器啊,指令啊这些有认识,还要对定时器啊,串口啊,GPIO啊,中断啊,flash啊,RAM啊这些有清晰的认识才行,否则很难和大家沟通了。在C语言方面,起码要具备能为51这些处理器写应用程序,知道如何初始化硬件,如果写中断ISR,如何去弄GPIO这些,最好还要写过起码千行左右的单片机应用程序吧,要不然想弄明白协议栈中几百个文件之间的关系,并且能够按照需要改动相关定义和函数是有困难的。
好的,假设大家有了我上面的基础,并且自我感觉还比较良好的话,那么入门zigbee应该按照下面步骤进行:
先科普一下zigbee,先搞清楚zigbee网络中的一些名词
zigbee都有哪些网络拓扑结构?星形网、网状网、树形网。
什么是协调器coordinator? 什么是路由器router? 什么是终端设备end device?
什么是绑定?什么是设备发现?什么是。。。。。
关于这个入门的文档呢,我个人认为还是看论坛学习资料共享区的
葵花宝典--Newnes.ZigBee.Wireless.Networks.and.Transceivers.Sep.2008.eBook-DDU
http://www.feibit.com/bbs/viewth ... &extra=page=1
不过新手同志们要注意的是,这本书前面几章主要是在讲zigbee入门的事情,后面就开始讲Transceivers,也就是无线收发器和天线哪些东西,新手目前可以无视之,不看就行了,看完了如果你基础不好,只能让你更迷茫,这就跟练习乾坤大挪移心法一样,没有九阳神功,就别修炼第四层以后的,否者就要像阳顶天那样走火入魔了。哈哈。
相信耐着性子看完几章之后,同学们对zigbee的大致情况有了初步认识,可能想要摩拳擦掌搞代码了。这个时候,是你应该下手买一套开发板的时候了,当然了,如果你功底可以,也可以自己做,不过我相信能自己做的同学也不需要看我这个文档了。所以呢,还是买一套吧,买什么样的?我的建议是:
一定要有一个仿真器,最好3以上个带射频模块的开发板(有的开发板是射频模块和外扩电路在一起,有的是底板和RF板分离的,具体那种无所谓)。但是要注意,最好还是买有几个按钮和LED以及一个串口接口的板子,否则会让你进一步的试验程序带来问题。为什么要3个呢?因为有3个,你将来才有机会做路由器的实验,呵呵。
好了,开发板有了,还需要什么?你需要开发环境,2430处理器用iar 7.30B,2530的2.3.1-1.4.0版本协议栈用iar7.51,最新的TI协议栈2.4.0-1.4.0貌似需要用7.60版本了。新手同学们一定切记,TI的zstack协议栈是比较紧密地捆绑iar的,用低版本编译高版本协议栈肯定不行,反之也不一定行,所以一定要按照推荐的编译器来进行。还有的同学习惯了keil之类软件,妄图不用iar,把zstack弄到非iar编译器下进行。如果有这个想法,我劝你尽早打消念头,否则会死的很惨。
安装了编译器之后,你还需要协议栈啊,协议栈哪里有?TI网站有,不过TI这个公司吧,新版本出来老版本就不能下载了,相信大家都会上网,自己想办法搞吧,还是很容易的。并且如果你买了开发板,对应版本的iar和协议栈都应该有了。安装协议栈,默认路径就OK。
准备工作都OK以后,按照你板子光盘例子打开来一个看看吧。嘿嘿,到这里,有的同学买的板子,尤其是那种很小的,根本带的就不是完整协议栈(我第一个板子就是这样,我估计卖板子的当时也没整明白,可是我当时更不明白),那你就打开安装的完整协议栈的一个例子吧。。。。。
我相信打开之后新手同学们立马儿会晕掉。。。。。,这么多文件夹,这么多文件,main在哪里?相互之间什么关系?
行了,打开就打开了,别想着现在就去改程序或者做实验(做实验的话,有的开发板带的例子比较好,按照说明一步一步操作down到板子上就能有效果,不过你也只能是照葫芦画葫芦,根本就啥也不知道呢)。这个时候,你需要到论坛原创区或网上找找关于协议栈结构的文章和帖子,先大体了解每一个文件夹是做什么的,你也可以试着在iar中打开文件夹里面的文件先过过眼瘾。这段时间,你可能要花十天半月地去读论坛原创区帖子,一边读一边照着帖子,打开iar,去看看帖子写的那些东西的程序代码,先混一个脸熟。看完那么多帖子了,我想你对协议栈那些个文件大体上知道个皮毛了,可以找找基本实验的帖子做实验了,试着改动一下试验发送的数据内容,试着让你的几个节点都能和协调器通信。。。。
如果上面这件事儿你做的挺好,会信心大增的,不过别高兴太早了,这个时候其实连入门都算不上。我没有打击你,真的不能算入门(我现在都怀疑我还没入门,因为一直只是再看资料,很少动手做)。
在这个阶段,会有的同学试图去演示一下TI的协议栈例子,结果发现TI的板子和你的板子根本就不一样(outman的板子尽量靠近TI,除了液晶不太一样,其余的基本一致,至于别家的板子,可能就差别大了,不过也可能和TI完全一样,那么恭喜你,买到TI正版了,呵呵),down例子程序到板子上,连一个灯都不亮,呵呵,改改程序吧?咋改?这是一个问题。到这里,你还是要看论坛帖子!等你能改LED了,又是一个进步。但是想用协议栈,还是有很长的路。这时候,碰到问题要多看帖子,尤其是ti协议栈安装后的documents文件夹里面的pdf文档,会帮你解决很多问题,有时间多看看那些文档,同时比对程序代码,加深认识。
随着学习的深入,我想你可以改LED了,改KEY了,改UART了,也可以改配置了,改编译选项了。甚至于可以改协议栈app层代码实现自己的一点儿小功能了。到这个时候,我认为可以基本算是入门了吧。
之后可能你还有自己做板子的冲动,毕竟买的开发板是无法满足实际要求的。那么这个时候,你就要找些原理图看看(板图很难找,呵呵。尤其是天线部分,你可以去TI网站下载一些关于天线的资料来看。如果硬件基础好,这个基本技能是应该有的。
在之后,做了自己的板子,能自己修改协议栈相关代码,能实现自己的难度不大的网络,实现数据交换,入门啦。以后的事情,不用我说了,你比我明白了。
另外,在理解协议栈工作机制的过程中,另外一本书:
Zigbee wirless networking(Drew Gislason)
http://www.feibit.com/bbs/viewth ... &extra=page=1
这本书是写的freescale处理器的,但是zigbee是相通的,很值得一看,作者写的很好,很清楚。
好了,这些都干完了,你也该入门了吧?如果你还想提高,这个时候就要去研读协议栈规范了,数百页吧。新同学千万别上来就看协议栈规范,我保证你看不懂,并且能看吐了。
行了,写这么多吧,收工了。
补充一下:如果你C基础不好(如果你说你考过了大学计算机二级C,但是没具体编过硬件程序,我认为你C基础几乎是0),硬件基础也不好(如果你说你学过MCS51单片机那门课,但是没有实际做过应用,开发过软硬件,我认为你单片机基础也是0),那么最好先别弄协议栈,先把单片机玩熟悉一种再来吧。
再有就是总有人在群里要中文资料,毫不客气的说,如果你不能看英文资料,你不适合学习zigbee。
在这里鄙视一下国内大多数翻译TI文档就出书的写手们,对zigbee毫无认识,就敢出来写zigbee的书,写出来的东西狗屁不通,完全就是害人的。所以,还是老老实实看英文文档,那才是一个硬件工程师应该具备的基本技能,什么都想找中文的,等神马都是中文的了,你学这个就是浮云了。
入门后
我发现最近群里很多人已经可以算是大致入门了,能够在原有例子的基础上进行一些简单工作,实现数据传输。但是我也发现很多人开始把精力投入到钻研协议栈代码细节上面去了,实际上这种学习方式是有问题的。第一:如果从应用的角度看,协议栈的一些实现细节是没有必要钻研的,这就好比是现在的PC机,已经有了Windows系统了,我们在这个系统之上实现自己应用程序的时候其实并不需要对Windows内部实现细节过多地关注,只要能够自由地在Windows下开发应用程序(其实就是调用大量的API函数)就可以了;第二:如果想从协议栈本身入手去做一些深入的工作,Zstack是不适合的,因为它不是完全开源,真想在路由算法、加密算法等方面做工作的话,目前TinyOS这样的开源协议栈才是首选。所以,进一步学习的重点应该是:在什么时间什么地点调用什么函数的问题!
那么如何来提高这方面的技能呢?
1、浏览ZDP和ZDO相关代码,熟悉一下都有什么函数,这两个部分都做了什么,学习的过程中千万不要去钻研代码实现的细节,只要了解其流程以及都作了什么就可以了,否则你一定会迷失在那成千上万行的代码之中而不能自拔。ZDP和ZDO的实现文件里面有大量的函数在以后具体应用中可以去调用。
2、典型例子中的ZDO消息使用其实只有那么几个例子,比如:ZDO_RegisterForZDOMsg(TaskID,End_Device_Bind_rsp)这样的,这是讲底层的一些事件消息引入到应用层的注册方法。在深入应用的时候那么几个典型的消息注册是不够用的,比如我在一个应用中就注册了以下:
ZDO_RegisterForZDOMsg( TaskID, End_Device_Bind_rsp ); // 我自己解析End_Device_Bind_rsp
ZDO_RegisterForZDOMsg( TaskID, Match_Desc_rsp ); //我自己解析Match_Desc_rsp
ZDO_RegisterForZDOMsg( TaskID, Device_annce); //我自己解析Device_annce
ZDO_RegisterForZDOMsg( TaskID, Active_EP_rsp); //我自己解析Active_EP_rsp
ZDO_RegisterForZDOMsg( TaskID, Simple_Desc_rsp); //我自己解析Simple_Desc_rsp
ZDO_RegisterForZDOMsg( TaskID, NWK_addr_rsp); //我自己解析NWK_addr_rsp
在具体应用中,你会根据不同的网络需求去调用很多协议栈的设置好的req和处理rsp消息,那么协议栈都有那些req和rsp是你进一步学习所应该深入认识的。
3、在自己使用系统的req和rsp的时候,如果你不知道该如何处理,你最好去看看MT是如何实现的,在MT功能模块中,对协议栈的绝大多数req和rsp都有调用和实现的例子可以参考,虽然我们在自己的应用中很少回去使用MT,但是Mt 的实现代码却是最好的参考资料。
上面几点是我目前能够想到的一些事情,以后有想法再补充吧!
最后我举个例子:比如你想实现节点入网后自动报告自己的长短地址,然后主控节点处理节点的报告,并且向这个节点要求其发回存在于其上的EP信息,我们应该这样做:
1、在新节点的ZDO_STATE_CHANGE消息处理函数中调用:
ZDP_DeviceAnnce( NLME_GetShortAddr(), NLME_GetExtAddr(),
ZDO_Config_Node_Descriptor.CapabilityFlags, 0 );
这个函数会自动以广播方式报告自己的短地址和长地址,其余在网的节点都可以收到;你也可以采用按键策略,新节点入网后通过按键触发来报告自己的长短地址:
2、在主控节点的初始化函数中添加:
ZDO_RegisterForZDOMsg( TaskID, Device_annce); //我自己解析Device_annce
这样,当新入网节点Annce的时候,主控节点收到这个消息,然后通知给你的任务(TaskID),你的任务则需要在case ZDO_CB_MSG:处理函数中添加处理这个annce的代码,如:
case Device_annce: //device annouce process.
ProcessDeviceAnnce(inMsg);
break;
在自己实现的ProcessDeviceAnnce函数中,你可以提取出新来节点的长短地址。。。。。
3、有了新节点的长短地址,其实什么都可以做了,我现在利用新节点的长短地址来请求其返回它的EP信息:
在适当的地方调用ZDP_ActiveEPReq( &zDestAddr, shortAddr, SECURITY_FLAG);
这是一个直接面向目标短地址的单播req,目标节点收到这个req之后,会自动处理的(代码协议栈已经实现了),Zstack协议栈实际上实现了绝大多数响应req的函数,然后返回一个rsp,这一部分其实你不用管,也就是说目标节点方面你一行代码都不用写,存在其上的所有EP信息就会被返回到主控节点;但是Zstack没有实现绝大多数rsp处理函数,因为rsp一般来将用户会有不同的想法,所以他也没办法实现;
4、主控节点如果想处理返回的活动EP信息(比如EP号),那么需要在任务初始化的时候注册一下由任务处理这个返回消息:
ZDO_RegisterForZDOMsg( TaskID, Active_EP_rsp);
然后在ZDO_CB_MSG处理函数中添加自己的处理代码:
case Active_EP_rsp://active ep response process.
ProcessActiveEpRsp(inMsg);
break;
自己编写的ProcessActiveEpRsp函数就可以提取到目标节点上所有EP信息,比如我自己实现的一段代码就是这样的(注释解释):
static void ProcessActiveEpRsp(zdoIncomingMsg_t *inMsg)
{
uint8 *pData;
uint8 i;
ZDO_ActiveEndpointRsp_t *pRsp = ZDO_ParseEPListRsp( inMsg ); //调用ZDO_ParseEPListRsp函数(这个函数协议栈已经实现了,什么时间什么地点调
//用什么函数问题的具体体现,即:在rsp处理的时候调用这个函数,不知道你理解没?
//下面我处理经过Parse后的消息:
uint8 cnt = pRsp->cnt;
pData = (uint8 *)osal_mem_alloc(6 + cnt);
//here, 3 is one for status, two for short address.one is cnt
if(pData)
{
pData[0] = LO_UINT16(pRsp->nwkAddr);
pData[1] = HI_UINT16(pRsp->nwkAddr);
pData[2] = pRsp->status;
pData[3] = pData[0];
pData[4] = pData[1];
pData[5] = cnt;
for(i=0;i < cnt;i++)
pData[6 + i] = pRsp->epList;
osal_mem_free(pRsp);
Uart_SendBack(pData,(6 + cnt)); //串口方式把获得的信息发给PC,你可以存起来,也可以进一步做别的;
osal_mem_free(pData);
}
HalLedSet(HAL_LED_GREEN,HAL_LED_MODE_FLASH); //用闪灯方式表示收到了消息。。。
}
//函数里面这段代码我实现的依据是什么?这你就的去找找看协议栈是如何处理这个req的了,看看ZDP_ActiveEPReq函数的协议栈实现,
//#define ZDP_ActiveEPReq( dstAddr, NWKAddrOfInterest, SecurityEnable )
// ZDP_NWKAddrOfInterestReq( dstAddr,
// NWKAddrOfInterest, Active_EP_req, SecurityEnable )
//看到这里就够了,我们知道这个函数调用会发一个Active_EP_req给目标节点,至于怎么发出去的,没必要研究了。
//再去查查看协议栈是如何处理Active_EP_req的,找到了:
//{ Active_EP_req, ZDO_ProcessActiveEPReq },
//这个函数的具体实现(协议栈中的)
//这个你要看懂了,实际上就是向你报告有几个活动EP,每个EP的号是多少。。。。
例子大致说完了,如果不知道我在说什么,也不知道我说的这些函数怎么找的同学,那还得去好好入门入门,这篇文档不适合你!
如果能大致领会意思,我想你就体会到了我们的学习重点在哪里,再说一遍:在什么时间、什么地点调用什么函数!而不是研究协议栈到底怎么