zigbee 组网过程
第一个功能：协调器的组网，终端设备和路由设备发现网络以及加入网络
//第一步：Z-Stack 由 main（）函数开始执行，main（）函数共做了 2 件事：一是系统初始化，另外一件是开始执行轮转查询式操作系统
int main( void )
{
.......
// Initialize the operating system
osal_init_system(); //第二步，操作系统初始化
......
osal_start_system(); //初始化完系统任务事件后，正式开始执行操作系统
......
}
//第二步，进入 osal_init_system()函数，执行操作系统初始化
uint8 osal_init_system( void ) //初始化操作系统，其中最重要的是，初始化操作系统的任务
{
// Initialize the Memory Allocation System
osal_mem_init();
// Initialize the message queue
osal_qHead = NULL;
// Initialize the timers
osalTimerInit();
// Initialize the Power Management System
osal_pwrmgr_init();
// Initialize the system tasks.
osalInitTasks(); //第三步，执行操作系统任务初始化函数
// Setup efficient search for the first free block of heap.
osal_mem_kick();
return ( SUCCESS );
}
//第三步，进入osalInitTasks()函数，执行操作系统任务初始化
void osalInitTasks( void ) //第三步，初始化操作系统任务
{
uint8 taskID = 0;
tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt);
osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt));
//任务优先级由高向低依次排列，高优先级对应 taskID 的值反而小
macTaskInit( taskID++ ); //不需要用户考虑
nwk_init( taskID++ ); //不需要用户考虑
Hal_Init( taskID++ ); //硬件抽象层初始化，需要我们考虑
#if defined( MT_TASK )
MT_TaskInit( taskID++ );
#endif
APS_Init( taskID++ ); //不需要用户考虑
#if defined ( ZIGBEE_FRAGMENTATION )
APSF_Init( taskID++ );
#endif
ZDApp_Init( taskID++ ); //第四步，ZDApp层，初始化 ，执行ZDApp_init函数后，如果是协调器将建立网络，如果是终端设备将加入网络。
#if defined ( ZIGBEE_FREQ_AGILITY ) || defined ( ZIGBEE_PANID_CONFLICT )
ZDNwkMgr_Init( taskID++ );
#endif
SerialApp_Init( taskID ); //应用层SerialApp层初始化，需要用户考虑 在此处设置了一个按键触发事件，
//当有按键按下的时候，产生一个系统消息
}
//第四步，进入ZDApp_init()函数，执行ZDApp层初始化
//The first step
void ZDApp_Init( uint8 task_id ) //The first step,ZDApp层初始化。
{
// Save the task ID
ZDAppTaskID = task_id;
// Initialize the ZDO global device short address storage
ZDAppNwkAddr.addrMode = Addr16Bit;
ZDAppNwkAddr.addr.shortAddr = INVALID_NODE_ADDR;
(void)NLME_GetExtAddr(); // Load the saveExtAddr pointer.
// Check for manual "Hold Auto Start"
ZDAppCheckForHoldKey();
// Initialize ZDO items and setup the device - type of device to create.
ZDO_Init();
// Register the endpoint description with the AF
// This task doesn't have a Simple description, but we still need
// to register the endpoint.
afRegister( (endPointDesc_t *)&ZDApp_epDesc );
#if defined( ZDO_USERDESC_RESPONSE )
ZDApp_InitUserDesc();
#endif // ZDO_USERDESC_RESPONSE
// Start the device?
if ( devState != DEV_HOLD ) //devState 初值为DEV_INIT ， 所以在初始化ZDA层时，就执行该条件语句
{
ZDOInitDevice( 0 ); //The second step, 接着转到ZDOInitDevice（）函数，执行The third step;
}
else
{
// Blink LED to indicate HOLD_START
HalLedBlink ( HAL_LED_4, 0, 50, 500 );
}
ZDApp_RegisterCBs();
}
//The third step,执行ZDOInitDevice()函数，执行设备初始化
uint8 ZDOInitDevice( uint16 startDelay ) //The third step， ZDO层初始化设备，
{
.......
// Trigger the network start
ZDApp_NetworkInit( extendedDelay ); //网络初始化，跳到相应的函数里头，执行The fourth step
.......
}
//The fouth step,执行 ZDApp_NetWorkInit()函数
void ZDApp_NetworkInit( uint16 delay ) //The fourth step,网络初始化
{
if ( delay )
{
// Wait awhile before starting the device
osal_start_timerEx( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT, delay ); //发送ZDO_NETWORK_INIT（网络初始化）消息到 ZDApp层，转到 //ZDApp层，执行The fifth step ， ZDApp_event_loop() 函数
}
else
{
osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT );
}
}
//The fifth step,转到ZDApp_event_loop()函数
UINT16 ZDApp_event_loop( uint8 task_id, UINT16 events )
{
if ( events & ZDO_NETWORK_INIT ) //The fivth step，网络初始化事件处理
{
// Initialize apps and start the network
devState = DEV_INIT;
//设备逻辑类型，启动模式，信标时间，超帧长度，接着转到The sixth step，去启动设备，接着执行The sixth step,转到ZDO_StartDevice()
ZDO_StartDevice( (uint8)ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType, devStartMode,
DEFAULT_BEACON_ORDER, DEFAULT_SUPERFRAME_ORDER );
// Return unprocessed events
return (events ^ ZDO_NETWORK_INIT);
}
}
//The sixth step,执行ZDO_StartDevice()函数，启动设备
void ZDO_StartDevice( byte logicalType, devStartModes_t startMode, byte beaconOrder, byte superframeOrder ) //The sixth step
{
......
if ( ZG_BUILD_COORDINATOR_TYPE && logicalType == NODETYPE_COORDINATOR ) //当设备作为协调器时，执行这个条件语句。
{
if ( startMode == MODE_HARD )
{
devState = DEV_COORD_STARTING;
//向网络层发送网络形成请求。当网络层执行 NLME_NetworkFormationRequest（）建立网络后，将给予 ZDO层反馈信息。
// 接着转到The seventh step,去执行ZDApp层的 ZDO_NetworkFormationConfirmCB（）函数
ret = NLME_NetworkFormationRequest( zgConfigPANID, zgApsUseExtendedPANID, zgDefaultChannelList,
zgDefaultStartingScanDuration, beaconOrder,
superframeOrder, false );
}
if ( ZG_BUILD_JOINING_TYPE && (logicalType == NODETYPE_ROUTER || logicalType == NODETYPE_DEVICE) ) //当为终端设备或路由时
{
if ( (startMode == MODE_JOIN) || (startMode == MODE_REJOIN) )
{
devState = DEV_NWK_DISC;
// zgDefaultChannelList与协调器形成网络的通道号匹配。 网络发现请求。
// 继而转到ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB（）函数
ret = NLME_NetworkDiscoveryRequest( zgDefaultChannelList, zgDefaultStartingScanDuration );
}
}
......
}
//The seventh step，分两种情况，1.协调器 2.路由器或终端设备
1）协调器
void ZDO_NetworkFormationConfirmCB( ZStatus_t Status ) //The seventh step，给予ZDO层网络形成反馈信息（协调器）
{
osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_START ); //发送网络启动事件 到 ZDApp层，接着转到ZDApp_event_loop（）函数
......
}
UINT16 ZDApp_event_loop( uint8 task_id, UINT16 events )
{
......
if ( events & ZDO_NETWORK_START ) // 网络启动事件
{
ZDApp_NetworkStartEvt(); //网络启动事件，接着跳转到The ninth step, 执行ZDApp_NetworkStartEvt()函数
......
}
}
void ZDApp_NetworkStartEvt( void ) //处理网络启动事件
{
......
osal_pwrmgr_device( PWRMGR_ALWAYS_ON ); //电源总是上电
osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_STATE_CHANGE_EVT ); //设置网络状态改变事件，发送到ZDApp层，转到The tenth step,去
...... // ZDApp_event_loop（）函数，找到相对应的网络改变事件。
}
2)路由器或终端设备
//The seventh step（终端设备）， 当发现有网络存在时，网络层将给予 ZDO 层发现网络反馈信息
ZStatus_t ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB( uint8 ResultCount, networkDesc_t *NetworkList )
{
.......
//把网络发现这个反馈消息，发送到ZDA层，转到 ZDApp_ProcessOSALMsg（），执行
ZDApp_SendMsg( ZDAppTaskID, ZDO_NWK_DISC_CNF, sizeof(ZDO_NetworkDiscoveryCfm_t), (uint8 *)&msg );
}void ZDApp_ProcessOSALMsg( osal_event_hdr_t *msgPtr )
{
......
case ZDO_NWK_DISC_CNF: // (终端设备），网络发现响应。
......
//当发现有网络存在时，网络层将给予 ZDO 层发现网络反馈信息。然后由网络层发起加入网络请求，
//如加入网络成功，则网络层将给予 ZDO 层加入网络反馈,执行NLME_JoinRequest()函数。然后转到
//The ninth step,执行 ZDO_JoinConfirmCB()函数
if ( NLME_JoinRequest( ((ZDO_NetworkDiscoveryCfm_t *)msgPtr)->extendedPANID,
BUILD_UINT16( ((ZDO_NetworkDiscoveryCfm_t *)msgPtr)->panIdLSB, ((ZDO_NetworkDiscoveryCfm_t *)msgPtr)->panIdMSB ),
((ZDO_NetworkDiscoveryCfm_t *)msgPtr)->logicalChannel,
ZDO_Config_Node_Descriptor.CapabilityFlags ) != ZSuccess )
{
ZDApp_NetworkInit( (uint16)(NWK_START_DELAY
+ ((uint16)(osal_rand()& EXTENDED_JOINING_RANDOM_MASK))) );
}
......
}void ZDO_JoinConfirmCB( uint16 PanId, ZStatus_t Status ) //The ninth step（终端设备）, 终端设备加入网络响应。
{
......
//将ZDO_NWK_JOIN_IND事件发送到ZDA层，执行 ZDApp_ProcessOSALMsg（）函数。
ZDApp_SendMsg( ZDAppTaskID, ZDO_NWK_JOIN_IND, sizeof(osal_event_hdr_t), (byte*)NULL );
}
void ZDApp_ProcessOSALMsg( osal_event_hdr_t *msgPtr )
{
......
case ZDO_NWK_JOIN_IND: //终端设备，加入网络反馈信息事件。
if ( ZG_BUILD_JOINING_TYPE && ZG_DEVICE_JOINING_TYPE )
{
ZDApp_ProcessNetworkJoin(); //转到ZDApp_ProcessNetworkJoin()，执行ZDApp_ProcessNetworkJoin()函数。
}
break;
......
在执行ZDApp_ProcessNetworkJoin()函数的时候，要分两种情况，一种是终端设备，一种是路由器：
3)终端设备：
void ZDApp_ProcessNetworkJoin( void ) //处理网络加入事件。
{
......
if ( nwkStatus == ZSuccess )
{
//设置 ZDO_STATE_CHANGE_EVT ，发送到ZDA层，执行 ZDApp_event_loop（）函数。
osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_STATE_CHANGE_EVT );
}
......
}
4)路由器：
void ZDApp_ProcessNetworkJoin( void )
{
......
if ( ZSTACK_ROUTER_BUILD )
{
// NOTE: first two parameters are not used, see NLMEDE.h for details
if ( ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType != NODETYPE_DEVICE )
{
NLME_StartRouterRequest( 0, 0, false ); //路由启动请求
}
}
......
void ZDO_StartRouterConfirmCB( ZStatus_t Status )
{
nwkStatus = (byte)Status;
......
osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_ROUTER_START );
}
UINT16 ZDApp_event_loop( uint8 task_id, UINT16 events )
{
if ( events & ZDO_ROUTER_START )
{
if ( nwkStatus == ZSuccess )
{
if ( devState == DEV_END_DEVICE )
devState = DEV_ROUTER; //设备状态变成路由器
osal_pwrmgr_device( PWRMGR_ALWAYS_ON );
}
else
{
// remain as end device!!
}
osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_STATE_CHANGE_EVT ); //设置ZDO状态改变事件
// Return unprocessed events
return (events ^ ZDO_ROUTER_START);
}
}
UINT16 ZDApp_event_loop( uint8 task_id, UINT16 events )
{
.......
if ( events & ZDO_STATE_CHANGE_EVT ) //The eighth step， 网络改变事件，这个事件就是在设备加入网络成功后，
//并在网络中的身份确定后产生的一个事件
{
ZDO_UpdateNwkStatus( devState ); //更新网络状态，转到The eleventh step,执行 ZDO_UpdateNwkStatus（）函数。
......
}
}
//The ninth step,执行ZDO_UpdateNwkStatus()函数，完成网络状态更新
void ZDO_UpdateNwkStatus(devStates_t state) //The ninth step, 更新网络状态
{
......
zdoSendStateChangeMsg(state, *(pItem->epDesc->task_id)); //发送状态改变消息到zdo层，这是The tenth step,转到
//zdoSendStateChangeMsg（）函数
.......
ZDAppNwkAddr.addr.shortAddr = NLME_GetShortAddr(); //调用NLME_GetShortAddr()函数，获得16位短地址。
(void)NLME_GetExtAddr(); // Load the saveExtAddr pointer. //获得64位的IEEE地址。
}
//The tenth step,执行zdoSendStateChangeMsg（）函数
static void zdoSendStateChangeMsg(uint8 state, uint8 taskId) //The tenth step,
{
osal_event_hdr_t *pMsg = (osal_event_hdr_t *)osal_msg_find(taskId, ZDO_STATE_CHANGE);
if (NULL == pMsg)
{
if (NULL == (pMsg = (osal_event_hdr_t *)osal_msg_allocate(sizeof(osal_event_hdr_t))))
{
// Upon failure to notify any EndPoint of the state change, re-set the ZDO event to
// try again later when more Heap may be available.
osal_set_event(ZDAppTaskID, ZDO_STATE_CHANGE_EVT); //如果ZDO状态没有任何改变，再一次，跳到
//ZDO_STATE_CHANGE_EVT事件处理函数。
}
else
{
pMsg->event = ZDO_STATE_CHANGE; //如果ZDO状态改变了 了，把ZDO_STATE_CHANGE这个消息保存到pMsg
pMsg->status = state;
(void)osal_msg_send(taskId, (uint8 *)pMsg); //转到MT_TASK.C，去执行The eleven step, MT_ProcessIncomingCommand()函数
}
}
......
}
//The eleventh step,去执行MT_ProcessIncomingCommand()函数void MT_ProcessIncomingCommand( mtOSALSerialData_t *msg )
{
......
case ZDO_STATE_CHANGE: //The thirteenth step, 接着跳到MT_ZdoStateChangeCB（）函数。
//自此，协调器组网形成（终端设备成功加入网络）
MT_ZdoStateChangeCB((osal_event_hdr_t *)msg);
break;
......
}
//第五步，//初始化玩系统任务事件后，正是开始执行操作系统，此时操作系统不断的检测有没有任务事件发生，一旦检测到有事件发生，就转 //到相应的处理函数，进行处理。
void osal_start_system( void ) //第五步，正式执行操作系统
{
#if !defined ( ZBIT ) && !defined ( UBIT )
for(;;) // Forever Loop //死循环
#endif
{
uint8 idx = 0;
osalTimeUpdate();
Hal_ProcessPoll(); // This replaces MT_SerialPoll() and osal_check_timer().
do {
if (tasksEvents[idx]) // Task is highest priority that is ready.
{
break; // 得到待处理的最高优先级任务索引号idx
}
} while (++idx < tasksCnt);
if (idx < tasksCnt)
{
uint16 events;
halIntState_t intState;
HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState); //进入临界区
events = tasksEvents[idx]; //提取需要处理的任务中的事件
tasksEvents[idx] = 0; // Clear the Events for this task. // 清除本次任务的事件
HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); //退出临界区
events = (tasksArr[idx])( idx, events ); //通过指针调用任务处理函数 ， 紧接着跳到相应的函数去处理，此为第五步
HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState); //进入临界区
tasksEvents[idx] |= events; // Add back unprocessed events to the current task. // 保存未处理的事件
HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); //退出临界区
}
#if defined( POWER_SAVING )
else // Complete pass through all task events with no activity?
{
osal_pwrmgr_powerconserve(); // Put the processor/system into sleep
}
#endif
}
}