【正文】 管理實(shí)體找到合適的信道，將為這個(gè)新網(wǎng)絡(luò)選擇一個(gè)PAN標(biāo)識(shí)符。為了選擇一個(gè)PAN標(biāo)識(shí)符，需要檢查PANID參數(shù)是否在NLMENETWORK．FORMATION．request原語中已指定。如果選定PANID與已存在的PANID不發(fā)生沖突，則這個(gè)m值就將成為新網(wǎng)絡(luò)的伴ND；否則，將為這個(gè)協(xié)調(diào)器模塊選擇一個(gè)隨機(jī)的PANID，只要不使它為廣播地址(0xFFFF)同時(shí)小于0x3FFF，并且它在所選擇的信道中所存在的網(wǎng)絡(luò)是唯一的。網(wǎng)絡(luò)層還要通過發(fā)出MLME．SET．request原語給MAC層來設(shè)置macPANId(0x50)屬性。 協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)層的管理實(shí)體一旦選擇了一個(gè)PANID，將選擇一個(gè)等于0x0000的16位網(wǎng)絡(luò)地址，同時(shí)設(shè)置MAC層的PIB屬性為macShortAddress(0x53)。然后協(xié)調(diào)器網(wǎng)絡(luò)層的管理實(shí)體將向MAC層發(fā)出MLME．START．request原語啟動(dòng)新的個(gè)域網(wǎng)。個(gè)域網(wǎng)的啟動(dòng)狀態(tài)會(huì)通過MLME．START．confm原語返回到網(wǎng)絡(luò)層。整個(gè)流程如圖6．1所示。圖6．1建立網(wǎng)絡(luò)流程圖 家居監(jiān)控系統(tǒng)中的無線傳感網(wǎng)絡(luò)是由協(xié)調(diào)器管理整個(gè)ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的。協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)zigBee無線網(wǎng)絡(luò)的建立、地址的分配和成員加入、節(jié)點(diǎn)設(shè)備數(shù)據(jù)的更新、數(shù)據(jù)采集、設(shè)備關(guān)聯(lián)表的維護(hù)并根據(jù)網(wǎng)路的狀況自動(dòng)更新。在星型網(wǎng)絡(luò)中，ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)只要求一個(gè)全功能節(jié)點(diǎn)做網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。要建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，第一個(gè)節(jié)點(diǎn)必須被配置成協(xié)調(diào)器，這樣才能管理以后添加到網(wǎng)絡(luò)的其它RFD節(jié)點(diǎn)。需要注意的是，這里網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與RFD節(jié)點(diǎn)(終端節(jié)點(diǎn))在下載程序時(shí)，要通過編譯軟件選擇下載的節(jié)點(diǎn)設(shè)備。如圖6_3所示。本設(shè)計(jì)采用的是基于ZigBee／90215．4的CC2430的(精簡版)協(xié)議棧，精簡版協(xié)議棧全面支持FFD、RFD、ROUTER和COORD。在組網(wǎng)通信過程中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器模塊的物理地址(Address)為：0xFFFFFFFFFFFFFFll，這是無法改變的；該星型網(wǎng)絡(luò)的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)號(hào)(DefaultPAN)為：0x00001347；該網(wǎng)絡(luò)默認(rèn)的頻道號(hào)(DcfaultChannel)為：Oxl4。整個(gè)組網(wǎng)過程中協(xié)議棧的初始化代碼如下：(1)物理層初始化Void phyInit(void){Memlnit0；//初始化化內(nèi)存phyState=PHY_STATE_IDLE；／／物理層狀態(tài)是空閑phyAfib．flagsval=0；／／物理層的PIB屬性的標(biāo)志位值)(2)MAC層初始化Void maclnit(void){macState=MAC_STATE_IDLE；macRxState=MAC_RXSTATE_IDLE；=0：=0：=0：／／接收數(shù)據(jù)幀尾=0；//接收數(shù)據(jù)幀頭=PANID=LRWPAN_DEFAULT_PANID；／／設(shè)各所在PAN的自身的默認(rèn)標(biāo)識(shí)符Mac_pib．macMaxAckRetries=aMaxFrameRetries；／／發(fā)送失敗后，確認(rèn)幀的最大重新發(fā)送次數(shù)mInitAddressMapO；／／init theaddress mapifdef LRWPAN_COORDINATORmac__pib．depth=O；elsemac_pib．depth=1；／／depth will be at beat oneendifmac_pib．bDepth=OxFF；∥該節(jié)點(diǎn)的信標(biāo)深度mac__pib．macCaplnfo=O；／／其它性能ifdefLRWPAN_AlJ_COORDINATORLRWPAN_SET_CAPINFO_ALTPAN(mac_pib．macCaplnfo)；endififdefLRWPAN_FFDLRWPAN_SET_CAPINFO_DEVTYPE(mac_pib．macCaplnfo)；endififdefLRWPAN_ACMAIN_POWEREDLRWPAN_SET_CAPINFO_PWRSRC(mae__pib．macCaplnfo)；endififdefLRWPAN_RCVR_ON_WHEN_IDLELRWPAN_SET_CAPINFO_RONIDLE(mac_pib．macCapInfo)；endififdefLRWPAN—SECURITY_APABLELRWPAN_SET_CAPINFQSECURITY(mac_pib．macCapInfo)；endifLRWPAN_SET_CAPINFO_ALLOCADDR(mac_pib．macCapIrrfo)；／／分配 短地址}(3)網(wǎng)絡(luò)層的初始化Void nwklnit(void){nwkDSN=O；//網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)序列編號(hào)為Onwk__pib．flags．val=O；nwkState=NWK_STATEIDLE；nwkRxState=NWK_RXSTATE_IDLE；ifdefLRWPAN_FFDnwk_pib．rxTail=O；nwk_pib．rxHead=O；endif}(4)應(yīng)用層的初始化Void apslnit(void){debug_level=0；apsState=APS_STATE_IDLE；apsRxState=APS_RXSTATE_IDLE；ifdefLRWPAN_COORDINATORaps_pib．rxCnt=0；／／接收數(shù)據(jù)總數(shù)aps_pib．rxTail=0；apS』ib．rxHead=O；endifaps_pib．a(chǎn)psTSN=0；／／服務(wù)節(jié)點(diǎn)．=O；aps_pib．a(chǎn)pscAckWaitDuration=MSECS_TO MACTICKS(LRWPAN_APS_ACK_WAIT_DURATION)；／／convert to MAC Ticks．a(chǎn)psAckWaitMultiplier=1；／／defaultvalueaps_pib．a(chǎn)pscMaxFrameRetries=LRWPAN_APS_MAX_FRAME_RETRIES；／／initialize the endpointsaps_pib．a(chǎn)ctiveEPs=O；／／only tracks user endpoints．phylnitO；maclnitO；nwklnit0；}由(4)可見，應(yīng)用層是最高層，它初始化的同時(shí)，還要對(duì)它下面各層進(jìn)行初始化。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器建立網(wǎng)絡(luò)成功后，會(huì)從串13輸出信息“Network formed,waiting for RX”信息. 網(wǎng)絡(luò)建立成功后，需要添加終端設(shè)備(終端節(jié)點(diǎn))進(jìn)入這個(gè)網(wǎng)絡(luò)。允許設(shè)備同網(wǎng)絡(luò)連接的流程圖如圖6．5所示。終端設(shè)備通過發(fā)送NLME—JOIN．request原語來開始執(zhí)行孤點(diǎn)方式同網(wǎng)絡(luò)連接，其原語RejoinNetwork參數(shù)設(shè)置為TRUE。圖6．5終端節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)流程圖首先，終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體將請(qǐng)求MAC層對(duì)PHY層所規(guī)定的所有有效通信信道進(jìn)行孤點(diǎn)掃描。通過向MAC層發(fā)送MLME．SCAN．request原語開始進(jìn)行孤點(diǎn)掃描，其掃描的結(jié)果通過MLME．SCAN．confirm原語返回到網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體。然后，如果該終端設(shè)備掃描到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體將通過發(fā)送NLME．JOIN．Confirm原語向其上層報(bào)告請(qǐng)求連接，其原語的狀態(tài)參數(shù)設(shè)置為SUCCESS，否則設(shè)置為NO二NETWORKS。整個(gè)星型網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)的軟件流程圖如圖6．6所示。圖6．6星型網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)流程圖當(dāng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器正常工作后，則建立網(wǎng)絡(luò)成功。這時(shí)候再打開兩個(gè)或更多終端節(jié)點(diǎn)，就能讓這些節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)，從串口調(diào)試助手的窗口可以看到加入網(wǎng)絡(luò)成功的提示信息“Nodej6ined：”同時(shí)給出網(wǎng)絡(luò)分配給該節(jié)點(diǎn)的物理地址。如圖6．7所示。實(shí)物調(diào)試圖如圖6．8所示。6．2數(shù)據(jù)處理模塊中的以太網(wǎng)通信實(shí)現(xiàn)6．2．1 RTL8019驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)RTL8019的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，就是對(duì)該芯片的工作寄存器進(jìn)行設(shè)置，RTL8019AS共有四頁寄存器組，每頁寄存器組有16個(gè)寄存器。各個(gè)寄存器的用法可以參考芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)【23l。RTL8019芯片的初始化函數(shù)的代碼如下：Void lnit8019（）{Re900=0x21； ／／命令寄存器，使芯片處于停止模式，這時(shí)進(jìn)行寄存器設(shè) 置Delay_MS(10)；∥延時(shí)lO毫秒，確保芯片進(jìn)入停止模式page(0)；Re90a=0x00； ／／遠(yuǎn)程DMA字節(jié)計(jì)數(shù)寄存器清0Re90b=0x00； 臆程DMA字節(jié)計(jì)數(shù)寄存器清0Re90c=0xee；鵬受收配置寄存器，監(jiān)視模式，不接收數(shù)據(jù)包Re90d=0xe2；／／發(fā)送配置寄存器，loopback模式Re901=0x4c；／／接收頁開始寄存器，設(shè)置接收緩沖器開始頁的地址Re902=0x80；／／接收頁結(jié)束寄存器，設(shè)置接收緩沖器終止頁的地址Re903=0x4c；／／邊界寄存器，為防止接收緩沖器溢出而設(shè)Re904=0x40；／／發(fā)送起始頁寄存器，此寄存器表明數(shù)據(jù)包被發(fā)送的起始 頁地址Re907=0xff；脯除所有中斷標(biāo)志位，中斷狀態(tài)寄存器Re90f=0x00；／／中斷屏蔽寄存器清0，禁止中斷Re90e=0xC9；／／數(shù)據(jù)配置寄存器，定義采用16位DMA接口方式page(1)；∥在第1頁中設(shè)置Re907=0x4d；／／現(xiàn)在頁寄存器，這個(gè)寄存器指向第一個(gè)接收緩沖器(用來接收數(shù)據(jù)包)頁的頁地址Re908=0x00；／／廣播地址寄存器Re909=0x00；／／廣播地址寄存器RegOa=Ox00；∥廣播地址寄存器Re90b=0x00；／／廣播地址寄存器Re90c=0x00；／／廣播地址寄存器Re90d=0x00；／／廣播地址寄存器Re90e=0x00；／／廣播地址寄存器Re90f=0x00；∥廣播地址寄存器Re900=0x22；／／命令寄存器，這時(shí)讓芯片開始工作Re901=MAC_sel￡addr2 1；／／物理地址寄存器，包含了以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)地址．Re902=MA∞elf．a(chǎn)ddr2_l8；Re903=MAc_self．a(chǎn)ddr4_3；Re904=MA∞elf．a(chǎn)ddr4_38；Re905=MACjelf．a(chǎn)ddr6_5；Re906=MAC_self．a(chǎn)ddr6_58；page(0)；／／再次切換到第0頁設(shè)置Re90c=0xde；／／將芯片設(shè)置成正常模式，跟外部網(wǎng)絡(luò)連接Re90d=0xe0；／／發(fā)送配置寄存器Re900=0x22；／／命令寄存器啟動(dòng)芯片開始工作Re907=0xff；／／i青除所有中斷標(biāo)志位6．2．2 ARP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)ARP地址解析協(xié)議是將口地址與網(wǎng)絡(luò)物理地址一一對(duì)應(yīng)的協(xié)議。在DSP芯片中實(shí)現(xiàn)ARP協(xié)議，就是通過開一個(gè)固定大小的內(nèi)存棧作為CACHE，這個(gè)內(nèi)存棧維護(hù)一個(gè)P地址到物理地址的映射表，這個(gè)棧能響應(yīng)對(duì)方ARP請(qǐng)求，即在遠(yuǎn)方主機(jī)探求自己的硬件地址時(shí)，能夠發(fā)送一個(gè)ARP響應(yīng)分組，告訴對(duì)方自己的硬件地址，同時(shí)在內(nèi)存棧中根據(jù)對(duì)方的IP地址查詢物理地址時(shí)，如果沒有相應(yīng)的映射，就記錄下對(duì)方的口地址和硬件地址，為以后發(fā)送口分組做準(zhǔn)備。這個(gè)內(nèi)存棧由一個(gè)時(shí)鐘來控制，如果網(wǎng)絡(luò)長時(shí)間沒有活動(dòng)，就把這一條記錄刪掉，以便節(jié)省內(nèi)存。這個(gè)內(nèi)存棧在不知道對(duì)方網(wǎng)絡(luò)硬件地址時(shí)，一樣可以發(fā)一個(gè)ARP請(qǐng)求，并且能對(duì)ARP響應(yīng)進(jìn)行解析，記錄下對(duì)方的IP地址和硬件地址。這樣雙方就可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信了。ARP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的部分代碼如下：Void ArpRequest(structipaddr*ip) ／／ARP請(qǐng)求{LoadEnetHrd(RequestArp，ARP)；LoadArp(ip，RequestArp)；SendFrame(TxNetBuf,30)；}Void ArpAnswer(structipaddr*ip)//ARP應(yīng)答{LoadEnetHrd(AnswerArp，ARP)；LoadArp(ip，AnswerArp)；SendFrame(TxNetBuf,30)；}6．2．3 IP協(xié)議的實(shí)現(xiàn) IP協(xié)議是TCP／IP協(xié)議棧中最核心的協(xié)議。IP數(shù)據(jù)報(bào)的格式分為報(bào)頭區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)兩部分，數(shù)據(jù)區(qū)包括高層協(xié)議需要傳