Ztack学习笔记(1)-初识Ztack

一、Zigbee协议

Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词，是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，因为蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息。Zigbee的特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本，所以特别适合用来组建无线传感器网络。

Zigbee的应用领域包括：

• 家庭和楼宇网络：空调系统的温度控制、照明的自动控制、窗帘的自动控制、煤气计量控制、家用电器的远程控制等；
• 工业控制：各种监控器、传感器的自动化控制
• 商业：智慧型标签等
• 农业控制：收集各种土壤信息和气候信息
• 医疗：老人与行动不便者的紧急呼叫器和医疗传感器等

下图展示了ZigBee无线网络协议层的架构图。ZigBee的协议分为两部分，IEEE 802.15.4定义了PHY（物理层）和MAC（介质访问层）技术规范；ZigBee联盟定义了NWK（网络层）、APS（应用程序支持子层）、APL（应用层）技术规范。ZigBee协议栈就是将各个层定义的协议都集合在一直，以函数的形式实现，并给用户提供API(应用层)，用户可以直接调用。

二、Ztack协议

ZigBee协议主要有msstatePAN协议栈、freakz协议栈和TinyOS协议。不过今天介绍Z-Stack协议，它是德州仪器推出业界领先的ZigBee协议栈，最新版本符合ZigBee 2007 Pro规范，它支持多种平台，Z-Stack包含了网状网络拓扑的几近于全功能的协议栈，在竞争激烈的 ZigBee领域占有重要的地位。

1 从官网下载安装后，在安装目录生成如下图所示的文件及文件夹

（1）Getting Started Guide CC2530文件，是安装卸载协议栈的说明文件；

（2）Components是Z-Stack协议栈的各个功能部件的实现；

（3） Documents是TI的开发文档的，里面很多都是讲述协议栈的API；

（4） Projects是TI协议栈的例子程序，一个个例子程序都是以一个个project的形式给我们的，学好这些例子程序里面的一两个，基本你能做事情了。

（5）Tools，这个文件夹是放TI的例子程序的一些上位机之类的程序，作为工具使用。

2 Components文件夹目录

如上所述，该目录存放了Z-Stack协议栈的主要代码，如下图所述，其中：

（1）hal文件夹为硬件平台的抽象层

（2）mac文件夹包含了802.15.4物理协议的实现说需要代码文件的头文件，由于TI公司处于某种考虑，这部分并没有给出具体的源代码，而是以库文件的形式存在\Projects\zstack\Libraries文件夹给出

（3）mt 文件夹包含了为系统添加在电脑上有Z-tools调试的功能所需要的源文件

（4）osal包含了操作系统抽象层所需要的文件

（5）service文件夹保护了Z-Stack提供的两种服务：寻址服务和数据服务所需要的文件

（6）stack文件夹是components文件夹最核心的部分，是ZigBee协议栈具体实现部分，在在其下有分为了af(应用框架)，nwk（网络层），sapi(简单应用接口)、sec(安全)、sys(系统头文件),zcl(ZigBee簇库)，zdo（ZigBee设备对象）等7个文件夹

（7）zmac文件夹包含了Z-Stack MAC 导出层文件。

3 样例文件

（1）打开项目样例文件（Projects\zstack\Samples\SampleApp\CC2530DB）

（2）工程目录结构

三、主函数分析

 int main( void )
 {
   // Turn off interrupts
   osal_int_disable( INTS_ALL );

   // Initialization for board related stuff such as LEDs
   HAL_BOARD_INIT();

   // Make sure supply voltage is high enough to run
   zmain_vdd_check();

   // Initialize board I/O
   InitBoard( OB_COLD );

   // Initialze HAL drivers
   HalDriverInit();

   // Initialize NV System
   osal_nv_init( NULL );

   // Initialize the MAC
   ZMacInit();

   // Determine the extended address
   zmain_ext_addr();

 #if defined ZCL_KEY_ESTABLISH
   // Initialize the Certicom certificate information.
   zmain_cert_init();
 #endif

   // Initialize basic NV items
   zgInit();

 #ifndef NONWK
   // Since the AF isn't a task, call it's initialization routine
   afInit();
 #endif

   // Initialize the operating system
   osal_init_system();

   // Allow interrupts
   osal_int_enable( INTS_ALL );

   // Final board initialization
   InitBoard( OB_READY );

   // Display information about this device
   zmain_dev_info();

   /* Display the device info on the LCD */
 #ifdef LCD_SUPPORTED
   zmain_lcd_init();
 #endif

 #ifdef WDT_IN_PM1
   /* If WDT is used, this is a good place to enable it. */
   WatchDogEnable( WDTIMX );
 #endif

   osal_start_system(); // No Return from here

   return ;  // Shouldn't get here.
 } // main()

如上的代码，可总结为如下所示的程序框图，其中最关键的是初始化OSALosal_init_system()和启动系统 osal_start_system()，下一节我们将逐一分析。

四、参考链接

【1】 Zigbee之旅

【2】揭开ZigBee 2006协议栈Z-Stack的”开源“面纱