引  言

　　ZigBee是一種嶄新的，專注于低功耗、低成本、低復(fù)雜度、低速率的近程無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，也是目前嵌入式應(yīng)用的一個(gè)大熱點(diǎn)。Zigbee是IEEE 802.15.4協(xié)議的代名詞。根據(jù)這個(gè)協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飛翔和“嗡嗡”（zig）地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。

　　簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。近年來，我國應(yīng)用ZigBee無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的越來越多。很多地方都取代了局域網(wǎng)。我們平時(shí)看到的樓宇監(jiān)控系統(tǒng)、無線方式集中抄表以及礦山救援系統(tǒng)和家電控制等都是對(duì)ZigBee的應(yīng)用。在下文我們將談到的就是在玩過有較多客戶的IT公司的產(chǎn)品CC2430。想來能讓你們了解到ZigBee技術(shù)。

　　1  提出問題

　　與PAN ID不同的是ZigBee在一片不大的區(qū)域內(nèi)，有數(shù)個(gè)信道相同的協(xié)調(diào)器。當(dāng)設(shè)置了終端的PAN ID后，終端只加入和其上存儲(chǔ)的PAN ID相同的協(xié)調(diào)器。目前本無線組網(wǎng)項(xiàng)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(jī)的加入其中的一個(gè)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(shí)驗(yàn)來看，CC2430作為終端優(yōu)先加入PAN ID號(hào)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(luò)和請(qǐng)求入網(wǎng)的過程都沒有給出源代碼。這樣便給這類實(shí)際應(yīng)用帶來諸多不便。

　　2  問題分析

　　關(guān)于CC2430／2431網(wǎng)絡(luò)的形成，可以參考《ZigBee技術(shù)實(shí)踐教程》一書。該書為北京航空航天大學(xué)出版社出版，高守瑋和吳燦陽主編。文后會(huì)附上本書的簡介。

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

　　遺憾的是，網(wǎng)絡(luò)掃描和請(qǐng)求入網(wǎng)兩個(gè)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(cè)ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB（）的代碼，發(fā)現(xiàn)其終調(diào)用ZDO_FinishProcessingMgmtNwkDiscReq（）函數(shù)。

　　而在該函數(shù)中，有對(duì)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(shè)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(luò)信息描述結(jié)構(gòu)，查看有沒有和存儲(chǔ)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(dāng)啟動(dòng)設(shè)備模式為“再繼續(xù)”時(shí)，即startMode==MODE_RESUME，終端設(shè)備以孤點(diǎn)方式請(qǐng)求加入網(wǎng)絡(luò)。再繼續(xù)模式實(shí)際上是標(biāo)識(shí)非協(xié)調(diào)器設(shè)備處于網(wǎng)絡(luò)掃描完成，準(zhǔn)備請(qǐng)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(gè)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(shí)設(shè)其為FALSE。

　　3  解決方法和實(shí)際代碼

　　對(duì)剛才提及的代碼段，增加終端對(duì)返回的網(wǎng)絡(luò)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(shè)備掃描網(wǎng)絡(luò)和請(qǐng)求入網(wǎng)前增加一段代碼。當(dāng)終端和協(xié)調(diào)器PAN ID不同，并且是再繼續(xù)模式時(shí)，重新搜索是否有與PAN ID相同的協(xié)調(diào)器，而不請(qǐng)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(luò)相關(guān)的全局結(jié)構(gòu)體）：

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

　　通過對(duì)掃描網(wǎng)絡(luò)結(jié)果處理函數(shù)的分析，研究掃描網(wǎng)絡(luò)和請(qǐng)求人網(wǎng)前的程序段。在程序段中增加一個(gè)對(duì)終端是否檢索到特定PAN ID的協(xié)調(diào)器的邏輯變量。在程序中增加未檢索到特定PAN ID的協(xié)調(diào)器時(shí)不請(qǐng)求入網(wǎng)的代碼，以達(dá)到終端選擇協(xié)調(diào)器入網(wǎng)的目的。我們經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，在現(xiàn)場有數(shù)個(gè)不同PAN ID的協(xié)調(diào)器的情況下，終端設(shè)備只加入特定的協(xié)調(diào)器就可以了。

　　《ZigBee技術(shù)實(shí)踐教程》簡介

　　《ZigBee技術(shù)實(shí)踐教程：基于CC3430/31的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)解決方案》以ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為主要對(duì)象，以基于CC2430／31芯片（TI／Chipcon公司）的HFZ—CC2430／31ZDK開發(fā)套件為硬件平臺(tái)，深入剖析了TI的Z—Stack協(xié)議棧架構(gòu)和編程接口，并詳細(xì)講述了如何在此基礎(chǔ)上開發(fā)自己的ZigBee項(xiàng)目。《ZigBee技術(shù)實(shí)踐教程：基于CC3430/31的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)解決方案（附盤）》分為5個(gè)篇章：理論篇、準(zhǔn)備篇、入門篇、進(jìn)階篇和提高篇。理論篇簡要介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和ZigBee協(xié)議規(guī)范的基礎(chǔ)知識(shí)，為讀者進(jìn)行ZigBee項(xiàng)目開發(fā)提供理論指導(dǎo)，以便開發(fā)時(shí)參考；準(zhǔn)備篇講述了ZigBee硬件開發(fā)平臺(tái)、軟件開發(fā)環(huán)境的組成和安裝，以及通過17個(gè)CC2430／31片內(nèi)外設(shè)的操作例程來闡述CC2430／31片上系統(tǒng)的開發(fā)和使用；入門篇以一個(gè)通俗易懂的例子講述了輪轉(zhuǎn)查詢式操作系統(tǒng)的基本原理，并介紹了這種操作系統(tǒng)在TI Z—Stack中的應(yīng)用以及TI Z—Stack的用戶編程接口；進(jìn)階篇通過幾個(gè)例子演示如何建立簡單的ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并詳細(xì)闡述了ZigBee協(xié)議規(guī)范的幾個(gè)重要概念在TI Z—Stack的代碼實(shí)現(xiàn)；提高篇通過智能家居系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)透明傳輸系統(tǒng)、工業(yè)無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無線定位系統(tǒng)等典型的ZigBee技術(shù)解決方案，詳細(xì)介紹了如何開發(fā)實(shí)際的ZigBee項(xiàng)目。

參考文獻(xiàn):

[1]. CC2430 datasheet http://m.58mhw.cn/datasheet/CC2430_1055132.html.