【導(dǎo)讀】CC2430主要特征外設(shè)........

　　

【正文】 到成功的能量檢測掃描結(jié)果后，將以遞增的方式對所測量的能量值進行信道排序，并且拋棄那些能量值超出了可允許能量水平的信道，選擇可允許能量水平的信道作進一步處理。此后，網(wǎng)絡(luò)層 管理實體將通過發(fā)送 原語執(zhí)行主動掃描，其中該原語的 ScanType 參數(shù)設(shè)置為主動掃描， ChannelList 參數(shù)設(shè)置為可允許信道的列表，搜索其他的 ZigBee 設(shè)備。為了確定用于建立一個新網(wǎng)絡(luò)的最佳通道，網(wǎng)絡(luò)層管理實體將檢查 PAN 描述符，并且所查找的第一個信道為網(wǎng)絡(luò)的最小編號。如果網(wǎng)絡(luò)層管理實體找不到適合的信道，就將終止建網(wǎng)過程，并且向應(yīng)用層發(fā)出啟動失敗信息，即通過發(fā)送參數(shù)狀態(tài)為 STARTUPFAILURE 的 原語向其 上層通告。 如果網(wǎng)絡(luò)層管理實體找到了合適的信道，則將為這個新網(wǎng)絡(luò)選擇一個 PAN 標(biāo)識符。設(shè)備將隨機選擇一個沒有在已選擇信道里使用。值 ≦ 0x3FFF 的 PAN 標(biāo)識符一旦網(wǎng)絡(luò)層管理實體作出了選擇，則它通過發(fā)出 原語將這個值 寫為 MAC 層macPANId 屬性。 如果選擇不出唯一的標(biāo)識符，則網(wǎng)絡(luò)層管理實體將終止程序，并且通過發(fā)送狀態(tài)參數(shù)為 STARTUPFAILURE 的 原語向上層通告。 網(wǎng)絡(luò)層管理實體一旦選擇了一個 PAN 標(biāo)識符，則將 選擇一個等于 0x0000 的 16 位網(wǎng)絡(luò)地址，并且設(shè)置 MAC 層的 macShortAddressPIB 屬性 , 使其等于所選擇的網(wǎng)絡(luò)地址。 一旦 nwkExtendedPANId 的值核對 PIB 屬性的 nwkExtendedPANId 值。如果這個值是 0x0000000000000000,則這個屬性以 MAC 常量 aExtendedAddress 初始化。 一旦 nwkExtendedPANId 的值核對，網(wǎng)絡(luò)層管理實體即通過 原語給 MAC 層開始新的 PAN 操作。 原語的參數(shù)根據(jù) 原語來設(shè)置，即根據(jù)信道掃描和所選擇的 PAN標(biāo)識符來設(shè)置。 PAN 的啟動狀態(tài)通過 原語返回網(wǎng)絡(luò)層。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層管理實體收到 PAN 的啟動狀態(tài)后，將向啟動 ZigBee 協(xié)調(diào)器請求狀態(tài)的上層報告，即通過發(fā)出 the 原語向上層報告，其原語的狀態(tài)參數(shù)為 MAC 層的 原語所返回值。 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 18 圖 建立一個新網(wǎng)絡(luò) Fig. Build up a new work 允許加入網(wǎng)絡(luò) 通過 NLMEPERMITJOINING..request 原語來允許設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)連接，只有設(shè)備為ZigBee 協(xié)調(diào)器或者路由器時，才能允許設(shè)備嘗試與網(wǎng)絡(luò)連接，允許加入一個網(wǎng)絡(luò)流程如圖 所示。 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 19 圖 允許加入網(wǎng)絡(luò) Fig. Allow to join a work 當(dāng)此過程開始時，若設(shè)置 PermitDuration 參數(shù)為 0x00 則啟動該過程，并且網(wǎng)絡(luò)層管理實體把在 MAC 層的 macAssociationPermit PIB 屬性設(shè)置為 FALSE。 MAC 層的屬性設(shè)置 原語來完成。 當(dāng)此過程開始時，若設(shè)置 PermitDuration 參數(shù)為 0x01 和 0xFE 之間的值時，則網(wǎng)絡(luò)層管理實體將把 MAC 層中的 macAssociationPermit PIB 屬性設(shè)置為 TRUE，并且網(wǎng)絡(luò)層管理實體將啟動一個定時器，用來對一個特定的時間進行計時。達到該時間時，定時器停止計時，網(wǎng)絡(luò)層管理實體將把 MAC 層中的 macAssociationPermit PIB 屬性設(shè)置為FALSE。 當(dāng)此過程開始時，若設(shè)置 PermitDuration 參數(shù)設(shè)置為 0xFF，則網(wǎng)絡(luò)層管理實體將把在 MAC 層中 macAssociationPermit PIB 屬性設(shè)置為 TRUE，以表示無限定時間，除非發(fā)送另一個 NLMEPERMITJOINING..request 原語。 加入網(wǎng)絡(luò)方式 在一個網(wǎng)絡(luò)中具有從屬關(guān)系的設(shè)備允許一個新設(shè)備連接時，它就與新連接的設(shè)備形成了一對父子關(guān)系。新設(shè)備成為子設(shè)備，而第一個設(shè)備為父設(shè)備。一個子設(shè)備可以通過以下兩種方法加入到網(wǎng)絡(luò)中： (1)子設(shè)備用 MAC 連接程序來加入網(wǎng)絡(luò)； (2)子設(shè)備直接同一個預(yù)先所指定 的父設(shè)備連接來加入網(wǎng)絡(luò)。 聯(lián)合方式加入網(wǎng)絡(luò)，子設(shè)備流程如圖 所示。 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 20 圖 聯(lián)合方式加入網(wǎng)絡(luò)流程 Fig. Unite the way joins a work 首先，應(yīng)用層發(fā)送 NLMENETWORKDISCOVERY. request 原語，其中掃描參數(shù)設(shè) 置為網(wǎng)絡(luò)將要掃描的信道，掃描持續(xù)時間參數(shù)設(shè)置為時間每個信道所需要的時間。網(wǎng)絡(luò)層接受到該原語后，將發(fā)送 MLMESCAN. request 原語請求 MAC 層執(zhí)行一個主動掃描。 掃描設(shè)備的 MAC 層在掃描過程中一旦接受到有效長度不為 0 的信標(biāo)幀時，將向其網(wǎng)絡(luò)層發(fā)送 原語。該原語中包括的信息為信標(biāo)設(shè)備地址、是否允許連接和信標(biāo)載荷，掃描設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)層將檢查信標(biāo)載荷中的協(xié)議標(biāo)識符域的值，并驗證它是否與 ZigBee 協(xié)議識別符比配。如果不匹配，則忽略該信標(biāo)；反之，將設(shè)備將從接受到的信標(biāo)中，將相關(guān)的信息復(fù)制到鄰居表中。 一旦 MAC 層完成對信道的掃描，在向網(wǎng)絡(luò)層管理實體發(fā)送 原語后，網(wǎng)絡(luò)層將發(fā)送 NLMENETWORKDISCOVERY . confirm 原語，其 參數(shù)包括掃吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 21 描得到網(wǎng)絡(luò)描述參數(shù)。這些描述參數(shù)為 ZigBee 版本號、堆棧結(jié)構(gòu)、擴展各域網(wǎng)網(wǎng)標(biāo)識符（ PANId）、個域網(wǎng)網(wǎng)標(biāo)識符（ PANId）、邏輯信道以及是否允許連接的信息。 其上層收到 NLMENETWORKDISCOVERY . confirm 原語，就可得到目前鄰居網(wǎng)絡(luò)的信息。為了發(fā)現(xiàn)更多的網(wǎng)絡(luò)或者由于其他原因，上層可以選擇重新執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)命令。如果不重新執(zhí)行，它將從所發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)中選擇一個網(wǎng)絡(luò)進行連接，即通過發(fā)送NLMEJOIN . request 原語進行連接。其中， RejoinNetwork 參數(shù)設(shè)置 為 0x00，且JoinAsRoute 參數(shù)設(shè)置為設(shè)備是否同網(wǎng)絡(luò)連接。 有那些還沒有同網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備才能執(zhí)行該連接流程。如果任何其他設(shè)備執(zhí)行這個流 程 ， 則 網(wǎng) 絡(luò) 管 理 實 體 將 終 止 這 個 流 程 ， 并 且 向 上 層 發(fā) 送 狀 態(tài) 參 數(shù) 為INVALIDREQUEST 的 NLMEJOIN . confirm 原語。 對于一個還沒有同網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備， NLMEJOIN . request 原語將使得網(wǎng)絡(luò)層在鄰居表中搜索一個合適的父設(shè)備。一個合適的父設(shè)備必須具備兩個條件：允許連接；鏈路成本最大為 3。如果在鄰居表中存在的潛在的父設(shè)備子域，則該子域設(shè)置為 1。 如果鄰居表中沒有合適的父設(shè)備，則網(wǎng)絡(luò)層管理實體將發(fā)送參數(shù)狀態(tài)NOTRERMITTED 的 NLMEJOIN . confirm 原語。如果鄰居表中包括不止一個合適的父設(shè)備，則選擇具有到 ZigBee 協(xié)調(diào)器最小深度的設(shè)備，如果存在多個到 ZigBee 協(xié)調(diào)器最小深度的設(shè)備，則可在它們之中任意選擇一個。 一但選擇了合適的父設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)層管理實體即向 MAC 層發(fā)送 MLMEASSOCIATE . request 原 語 ， 原語 的地 址參 數(shù) 為在 鄰居 表中 所選 擇 的設(shè) 備地 址， 并 通 過MLMEASSOCIATE . confirm 原語將連接的 狀態(tài)返回到網(wǎng)絡(luò)層管理實體。 如果試圖連接網(wǎng)絡(luò)不成功，則網(wǎng)絡(luò)層將收到 MAC 層發(fā)送來的 MLMEASSOCIATE . confirm 原語，其狀態(tài)參數(shù)為錯誤代碼。如果狀態(tài)參數(shù)表明拒絕與鄰居設(shè)備連接，則嘗試連接的設(shè)備將把鄰居表中潛在的父設(shè)備子域設(shè)置為 0，以表示嘗試連接失敗。潛在的父設(shè)備子域為 0 將使得網(wǎng)絡(luò)層不會發(fā)送另一個連接請求原語來藏市連接該鄰居設(shè)備。每次發(fā)送 MLMESCAN . request 原語，將鄰居表中潛在的父設(shè)備子域設(shè)置為 1。 如果潛在的父設(shè)備不允許連接新的路由器（路由器的最大數(shù)為已經(jīng)連接設(shè)備的最大路由 器），并且要連接的設(shè)備將 JoinAsRouter 參數(shù)設(shè)置為 TURE，則連接請求也可能不成功。在這種情況下， 原語將 NOTPERMITTED 的狀態(tài)。子設(shè)備應(yīng)用層將希望再次嘗試連接，但只能作為一個終端設(shè)備發(fā)送另一個 原語，且將原語的 JoinAsRouter 參數(shù)設(shè)置為 FALSE。 如果嘗試連接網(wǎng)絡(luò)失敗，網(wǎng)絡(luò)層管理實體將試圖從鄰居表中尋找一個合適的父設(shè)備。如果不存在這樣的設(shè)備，則網(wǎng)絡(luò)管理實體將發(fā)出 NLMEJOIN . confirm 原語，其狀態(tài)參 數(shù)值為 MLMEASSOCIATE . confirm 原語所返回的值。 如果嘗試連接失敗，并且存在第二個鄰居的設(shè)備，則該設(shè)備可以作為合適的父設(shè)備，則網(wǎng)絡(luò)層啟動連接第二個設(shè)備的 MAC 層連接程序。網(wǎng)絡(luò)層將不斷重復(fù)這個過程，直到成功地與網(wǎng)絡(luò)連接或者已嘗試所有可能連接的網(wǎng)絡(luò)。 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 22 如果設(shè)備不能成功地連接上層所指定的網(wǎng)絡(luò)，則網(wǎng)絡(luò)管理實體將通過 NLMEJOIN . confirm 原語來終止該過程。其原語的狀態(tài)參數(shù)為最后接收到的 MLMEASSOCIATE . confirm 原語所返回的值。在這種情況下，設(shè)備不接收有效的邏 輯地址，也不允許在網(wǎng)絡(luò)中通信。 如果嘗試連接網(wǎng)絡(luò)成功，網(wǎng)絡(luò)層收到 MLMEASSOCIATE . confirm 原語，該原語中將包括 16 位的邏輯地址。該邏輯地址在網(wǎng)絡(luò)中是唯一的，并且子設(shè)備在未來的通信中將使用這個邏輯地址。然后，網(wǎng)絡(luò)層將設(shè)置相對應(yīng)的鄰居表的關(guān)系域，表示鄰居設(shè)備為它的父設(shè)備。此時，父設(shè)備將把連接的設(shè)備添加到鄰居表中，而且網(wǎng)絡(luò)層將更新 NIB 中nwkShortAddress 的值。 如果設(shè)備試圖同一個安全網(wǎng)絡(luò)連接且是路由器，則在發(fā)送信標(biāo)幀前必須等待父設(shè)備對它驗證，驗證之后就可以連接。因而，該設(shè)備將等 待上層發(fā)送 NLMESTARTROUTER . request 原語。如果該設(shè)備為一個路由器，當(dāng)它的網(wǎng)絡(luò)層管理實體接受到該原語之后，就發(fā)送 MLMESTART . request 原語。 NLMESTARTROUTER . request 原語由終端設(shè)備發(fā)出，則網(wǎng)絡(luò)層將發(fā)出 NLMESTARTROUTER . confirm 原語，然后網(wǎng)絡(luò)層將向 MAC 層發(fā)出 MLMESTART . request 原 語 。 PANId 、 LogicalChannel 、 BeaconOrder 和SuperframerOrder 參數(shù)將設(shè)置為 它所對應(yīng)的父設(shè)備在鄰居表中所對應(yīng)的參數(shù)值。而PANCoordinator 和 CoordRealignment 參數(shù)都將會設(shè)置為 FALSE，網(wǎng)絡(luò)層接受到MLMESTART . confirm原語后，網(wǎng)絡(luò)層將發(fā)送具有相同狀態(tài)的 NLMESTARTROUTER . confirm 原語。 下面再來介紹一下父設(shè)備的流程。 ZigBee 協(xié)調(diào)器或者路由器使用 MAC 層將一個設(shè)備同它所在的網(wǎng)絡(luò)進行初始化。僅僅當(dāng)這些設(shè)備為協(xié)調(diào)器或者路由器允許同網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備時，才能執(zhí)行這個流程。如果設(shè)備為其他設(shè)備，則網(wǎng)絡(luò)層管理實體將終止這個流程 。 當(dāng)這個流程開始后，潛在父設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)層管理實體首先要確定設(shè)備是否愿意同已經(jīng)存在的網(wǎng)絡(luò)連接。為了確定這一點，網(wǎng)絡(luò)層管理實體將會搜索鄰居表以確定是否能找到一個匹配的 64 位擴展地址。如果搜索到相匹配的地址，則網(wǎng)絡(luò)層管理實體將檢查在鄰居表中給定的設(shè)備能力是否匹配設(shè)備類型。如果設(shè)備類型也匹配，則網(wǎng)絡(luò)層管理實體將得到一個相應(yīng)的 16 位網(wǎng)絡(luò)地址，并且向 MAC 層發(fā)送連接響應(yīng)。如果設(shè)備類型不匹配，則網(wǎng)絡(luò)管理實體將移除鄰居表中設(shè)備的所有記錄且 MLMEASSOCIATION .indication。如果搜索不到相匹配的地址，可 能的話，網(wǎng)絡(luò)管理實體將分配一個 16 位的網(wǎng)絡(luò)地址給這個新設(shè)備。 如果潛在父設(shè)備沒有能力接受更多的子設(shè)備（它的分配地址空間用完了），則網(wǎng)絡(luò)管理實體將終止該流程，然后向 MAC 層發(fā)出 MLMEASSOCIATE .response 原語對其響應(yīng)。該原語的狀態(tài)參數(shù)將表明 PAN 的能力。 如果同意連接請求，則父設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)管理實體將使用設(shè)備所提供的信息在它的鄰居表中為子設(shè)備創(chuàng)建一個新的入口，并且隨后向 MAC 層發(fā)送表明 MLMEASSCOCIATE . response 原語將傳送給予設(shè)備的響應(yīng)狀態(tài)回到網(wǎng)絡(luò)層。 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 23 如果傳送不成功， 則網(wǎng)絡(luò)層管理實體將立即終止程序。如果傳送成功，則網(wǎng)絡(luò)層的管理實體將通過想上層發(fā)送 原語，表明子設(shè)備已經(jīng)成功地同網(wǎng)絡(luò)連接。成功地將設(shè)備同網(wǎng)絡(luò)連接的流程如圖 所示。 圖 成功加入一個網(wǎng)絡(luò) Fig. Successfully join a work 下面介紹一個以前同網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備，在目前沒有和它的父設(shè)備失去聯(lián)系的情況下，將如何通過孤點連接流程同網(wǎng)絡(luò)連接。 一個已經(jīng)同網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備為了完成建立它與其父設(shè)備的關(guān)系，應(yīng)開始執(zhí)行孤點流程。設(shè)備的應(yīng)用層 將決定是否開始該流程。如果開始，則應(yīng)用層將通過網(wǎng)絡(luò)層打開電源。如果一個以前已經(jīng)同網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備，其網(wǎng)絡(luò)層管理實體將不斷地接收到來自于 MAC層發(fā)送的通信失敗通知，則它將開始執(zhí)行孤點流程。 首先介紹子設(shè)備的流程。子設(shè)備通過發(fā)送 NLMEJOIN. Request 原語來開始執(zhí)行孤