Ztack学习笔记(6)-广播组播点播

2023-08-23 11:15:10

Zigbee网络中进行数据通信主要有三种类型：单播、组播、广播。那这三种方式如何设置呢，在哪里设置呢，

一、广播

当应用程序需要将数据包发送给网络的每一个设备时，使用这种模式。广播的短地址有三种

0xFFFF: 广播数据发送至所有设备，包括睡眠节点；
0xFFFD: 广播数据发送至正在睡眠的所有设备；
0xFFFC: 广播数据发送至所有协调器和路由器；

具体说明广播通信，假设终端发“0123456789”数据给协调器，当协调器收到数据后，通过串口发给电脑，电脑上的串口调试助手显示接收到的字符串，具体的流程如下图所示：左边为协调器的工作流程，右边为终端的工作流程，其中黑色阴影部分为SampleApp_Init函数完成的工作，橙色阴影部分为SampleApp_ProcessEvent函数完成的工作，蓝色阴影部分为SampleApp_MessageMSGCB和SampleApp_SendPeriodicMessage处理函数完成的工作，省略号表示其他代码。

1 应用初始化函数，即完成一些初始化工作，如果是协调器，则实现注册串口，填充端点描述符并注册端点描述符；如果是终端，则实现建立广播目的地址，填充端点描述符并注册端点描述符等。

void SampleApp_Init( uint8 task_id )

{

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

  //注册串口

        MT_UartInit(); //串口初始化

　　MT_UartRegisterTaskID(task_id); //注册串口任务

　　HalUARTWrite(,"UartInit OK\n", sizeof("UartInit OK\n"));//提示信息

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

 //建立广播目的地址

  SampleApp_Periodic_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)AddrBroadcast;//设置为广播模式

  SampleApp_Periodic_DstAddr.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;         //配置端点

  SampleApp_Periodic_DstAddr.addr.shortAddr = 0xFFFF;               //指定广播地址

//填充端点描述符

  SampleApp_epDesc.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;

  SampleApp_epDesc.task_id = &SampleApp_TaskID;

  SampleApp_epDesc.simpleDesc

            = (SimpleDescriptionFormat_t *)&SampleApp_SimpleDesc;

  SampleApp_epDesc.latencyReq = noLatencyReqs;

  // 注册端点描述符

  afRegister( &SampleApp_epDesc );                          

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

}

（2）任务处理函数，即处理应用事件函数。

首先当分别启动协调器和终端后，协调器实现组网和终端加入该网络，此后将分别触发系统事件SYS_EVENT_MSG中的网络状态改变ZDO_STATE_CHANGE事件。当网络状态改变后，令终端每隔5ms发送一次SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT事件，即设置定时任务osal_start_timerEx。当时间到达后，将触发SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT事件，在该事件中，终端发送广播信息 SampleApp_SendPeriodicMessage并重新设置定时任务osal_start_timerEx，这样周而复始，即终端每隔5ms周期性的发送事件。

其次，当终端发送SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT事件后，协调器将收到SYS_EVENT_MSG事件中的AF_INCOMING_MSG_CMD事件，这样协调器执行SampleApp_MessageMSGCB接收数据任务。

uint16 SampleApp_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )

{

  afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt;

  (void)task_id;  // Intentionally unreferenced parameter

  if ( events & SYS_EVENT_MSG )

  {//从信息列表中获取SampleApp_TaskID相关的信息

    MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );

    while ( MSGpkt )//不为空，说明有信息

    {

      switch ( MSGpkt->hdr.event )

      {

        // Received when a key is pressed

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

        // 系统消息命令到来

        case AF_INCOMING_MSG_CMD:

          SampleApp_MessageMSGCB( MSGpkt );

          break;

        // 网络状态改变

        case ZDO_STATE_CHANGE:

          SampleApp_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);

          if ( //(SampleApp_NwkState == DEV_ZB_COORD) ||

                 (SampleApp_NwkState == DEV_ROUTER)

              || (SampleApp_NwkState == DEV_END_DEVICE) )

          {

            // 设置定时任务

            osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID,

                              SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,

                              SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT );

          }

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

      }

      // Release the memory

      osal_msg_deallocate( (uint8 *)MSGpkt );

      // Next - if one is available//在列表中检索下一条信息

      MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );

    }

    // return unprocessed events

    return (events ^ SYS_EVENT_MSG);

  }

  // 触发定时任务

  //  (setup in SampleApp_Init()).

  if ( events & SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT )

  {

    // 发送广播信息

    SampleApp_SendPeriodicMessage();

    //重新设置定时任务

    osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID, SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,

        (SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT + (osal_rand() & 0x00FF)) );

    // return unprocessed events

    return (events ^ SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT);

  }

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

}

（3）接收消息函数

当协调器收到消息后，将通过判断协议号SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID决定是否是由终端发送的周期性广播包，如果是，则通过串口发送到PC。

void SampleApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt ) //接收数据

{

  uint16 flashTime;

  switch ( pkt->clusterId )

  {

    case SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID://判断协议镞类型，并发送串口数据

      HalUARTWrite(, "Rx:", );        //提示信息

      HalUARTWrite(, pkt->cmd.Data, pkt->cmd.DataLength); //输出接收到的数据

      HalUARTWrite(, "\n", );         //回车换行

      break;

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

  }

}

（4）发送广播函数

首先，函数是ZigBee协议的发送数据函数，其中参数1规定了数据的通信方式，即广播通信模式，通过短地址为0xFFFF（见SampleApp_Init函数）；参考3定义了该广播数据的协议族号；参数4为发送数据的长度，参考5为发送的具体数据。

void SampleApp_SendPeriodicMessage( void )

{

  //发送广播数据

  if ( AF_DataRequest( &SampleApp_Periodic_DstAddr, &SampleApp_epDesc,

                       SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID,

                       ,

                       (uint8*)&SampleAppPeriodicCounter,

                       &SampleApp_TransID,

                       AF_DISCV_ROUTE,

                       AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS )

  {

  }

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

}

二、组播

具体说明组播通信，假设终端发“0123456789”数据给同一组的协调器，当协调器收到数据后，D1闪烁并通过串口发给电脑，电脑上的串口调试助手显示接收到的字符串，具体的流程如下图所示：左边为协调器的工作流程，右边为终端的工作流程，其中黑色阴影部分为SampleApp_Init函数完成的工作，橙色阴影部分为SampleApp_ProcessEvent函数完成的工作，蓝色阴影部分为SampleApp_MessageMSGCB和SampleApp_SendPeriodicMessage处理函数完成的工作，省略号表示其他代码。

（1）初始化函数

即完成一些初始化工作，如果是协调器，则实现注册串口，填充端点描述符并注册端点描述符,接着任务组初始化，并将终端加入到组中，值得注意的是，任务组的ID号要和终端的目的地址的短地址号SAMPLEAPP_FLASH_GROUP一致；如果是终端，则实现建立组播目的地址，填充端点描述符并注册端点描述符等。

void SampleApp_Init( uint8 task_id )

{

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

 //串口初始化

  MT_UartInit();                  //串口初始化

  MT_UartRegisterTaskID(task_id); //注册串口任务

  HalUARTWrite(,"UartInit OK\n", sizeof("UartInit OK\n"));//提示信息

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

  // 建立组目的地址

  SampleApp_Flash_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)afAddrGroup;

  SampleApp_Flash_DstAddr.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;

  SampleApp_Flash_DstAddr.addr.shortAddr =    SAMPLEAPP_FLASH_GROUP; //组号1

  //SampleApp_Flash_DstAddr.addr.shortAddr = 0x0002;              //组号2

  /填充端点描述符

  SampleApp_epDesc.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;

  SampleApp_epDesc.task_id = &SampleApp_TaskID;

  SampleApp_epDesc.simpleDesc

            = (SimpleDescriptionFormat_t *)&SampleApp_SimpleDesc;

  SampleApp_epDesc.latencyReq = noLatencyReqs;

  //注册端点

  afRegister( &SampleApp_epDesc );

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

  // 初始化组并将端点加入到组中

  SampleApp_Group.ID = 0x0001;

  //SampleApp_Group.ID = 0x0002;

  osal_memcpy( SampleApp_Group.name, "Group 1",  );

  aps_AddGroup( SAMPLEAPP_ENDPOINT, &SampleApp_Group );

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

}

（2）任务处理函数

处理函数的分析与广播类似，区别在于定时时间到达后，响应的是组播发送函数 SampleApp_SendFlashMessage。

uint16 SampleApp_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )

{

  afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt;

  (void)task_id;  // Intentionally unreferenced parameter

  if ( events & SYS_EVENT_MSG )

  {

    MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );

    while ( MSGpkt )//不为空，说明有信息

    {

      switch ( MSGpkt->hdr.event )

      {

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

        // 系统消息命令到来

        case AF_INCOMING_MSG_CMD:

          SampleApp_MessageMSGCB( MSGpkt );

          break;

        // 网络状态改变

        case ZDO_STATE_CHANGE:

          SampleApp_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);

          if ( //(SampleApp_NwkState == DEV_ZB_COORD) ||

                 (SampleApp_NwkState == DEV_ROUTER)

              || (SampleApp_NwkState == DEV_END_DEVICE) )

          {

            // 启动定时任务

            osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID,

                              SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,

                              SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT );

          }

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

      }

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

    }

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

  }

  //  由定时器触发定时任务

  if ( events & SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT )

  {

    // 发送组播信息

   SampleApp_SendFlashMessage();

    // 重新建立组播定时任务

    osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID, SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,

        (SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT + (osal_rand() & 0x00FF)) );

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

  }

  // Discard unknown events

  return ;

}

（3）接收函数设置

分析与广播类似，区别是收到组播信息后，发送完串口数据，命令协调器的D1闪烁。

void SampleApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt )

{

  uint8 data;

  switch ( pkt->clusterId )

  {

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

   case SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID:     //

       HalUARTWrite(, "Rx:", );        //提示信息

      HalUARTWrite(, pkt->cmd.Data, pkt->cmd.DataLength); //输出接收到的数据

      HalUARTWrite(, "\n", );         //回车换行

      HalLedBlink( HAL_LED_4, , , (flashTime / ) );

      break;

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

}

（4）发送函数设置

分析与广播类似，区别在于参数1包含了组播信息，即通信方式为组播，且短地址为目的地址组（协调器）的ID号，参考3规定为组播协议族。

void SampleApp_SendFlashMessage( uint16 flashTime )

{

 uint8 data[]="";

  if ( AF_DataRequest(  &SampleApp_Flash_DstAddr,

                       &SampleApp_epDesc,

                       SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID,

                       ,

                       data,

                       &SampleApp_TransID,

                       AF_DISCV_ROUTE,

                       AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS )

  {

  }

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

}

三、点播

（1）初始化函数配置

void SampleApp_Init( uint8 task_id )

{

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

  MT_UartInit();                  //串口初始化

  MT_UartRegisterTaskID(task_id); //注册串口任务

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

  SampleApp_P2P_DstAddr.addrMode = (afAddrMode_t)Addr16Bit; //点播

  SampleApp_P2P_DstAddr.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;

  SampleApp_P2P_DstAddr.addr.shortAddr = 0x0000;            //发给协调器

  // 填充端点描述符

  SampleApp_epDesc.endPoint = SAMPLEAPP_ENDPOINT;

  SampleApp_epDesc.task_id = &SampleApp_TaskID;

  SampleApp_epDesc.simpleDesc

            = (SimpleDescriptionFormat_t *)&SampleApp_SimpleDesc;

  SampleApp_epDesc.latencyReq = noLatencyReqs;

  // 注册端点描述符

  afRegister( &SampleApp_epDesc );

  ..........

}

（2）任务处理函数设置

uint16 SampleApp_ProcessEvent( uint8 task_id, uint16 events )

{

  afIncomingMSGPacket_t *MSGpkt;

  (void)task_id;  // Intentionally unreferenced parameter

  if ( events & SYS_EVENT_MSG )

  {

    MSGpkt = (afIncomingMSGPacket_t *)osal_msg_receive( SampleApp_TaskID );

    while ( MSGpkt )//不为空，说明有信息

    {

      switch ( MSGpkt->hdr.event )

      {

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

        // 系统消息命令到来

        case AF_INCOMING_MSG_CMD:

          SampleApp_MessageMSGCB( MSGpkt );

          break;

        //  网络状态改变

        case ZDO_STATE_CHANGE:

          SampleApp_NwkState = (devStates_t)(MSGpkt->hdr.status);

          if ( //(SampleApp_NwkState == DEV_ZB_COORD) ||

                 (SampleApp_NwkState == DEV_ROUTER)

              || (SampleApp_NwkState == DEV_END_DEVICE) )

          {

            // 设置定时任务

            osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID,

                              SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,

                              SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT );

          }

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

      }

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

    }

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

  }

  // 触发定时任务

  if ( events & SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT )

  {

    // 发送点播信息

    SampleApp_Send_P2P_Message();

    // 重新设置定时任务

    osal_start_timerEx( SampleApp_TaskID, SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_EVT,

        (SAMPLEAPP_SEND_PERIODIC_MSG_TIMEOUT + (osal_rand() & 0x00FF)) );

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

  }

  // Discard unknown events

  return ;

}

（3）接收函数设置

void SampleApp_MessageMSGCB( afIncomingMSGPacket_t *pkt )

{

  uint16 flashTime;

  switch ( pkt->clusterId )

  {

    case SAMPLEAPP_P2P_CLUSTERID:

      HalUARTWrite(, "Rx:", );       //提示接收到数据

      HalUARTWrite(, pkt->cmd.Data, pkt->cmd.DataLength); //串口输出接收到的数据

      HalUARTWrite(, "\n", );         // 回车换行

      break;

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

  }

}

（4）发送函数设置

void SampleApp_Send_P2P_Message( void )

{

  uint8 data[]="";

  if ( AF_DataRequest( &SampleApp_P2P_DstAddr, &SampleApp_epDesc,

                       SAMPLEAPP_P2P_CLUSTERID,

                       ,

                       data,

                       &SampleApp_TransID,

                       AF_DISCV_ROUTE,

                       AF_DEFAULT_RADIUS ) == afStatus_SUCCESS )

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

}

四、参考链接

【1】Zigbee单播、组播、广播网络通信

【2】zigbee单播、组播、广播

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