基于CC2430的终端选择协调器入网方案实现

ZigBee是一种崭新的，专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术，也是目前嵌入式应用的一个大热点。

近年来，ZigBee无线数据网络在我国应用越来越多。在很多地方取代了局域网。实际应用于楼宇监控系统、无线方式集中抄表以及矿山救援系统和家电控制等等。文中谈及在我国有较多客户使用的TI公司的产品CC2430。

1  问题的提出

在一片不大的区域内，有数个信道相同的协调器，但是PAN ID不同。当设置了终端的PAN ID后，终端只加入和其上存储的PAN ID相同的协调器。目前本无线组网项目使用的是TI公司的CC2430，其上的ZigBee协议栈为TI的Z-STACK 1.4.3-1.2.1。由于TI公司的策略是终端比较随机的加入其中的一个协调器，即使其上已经定义了特定的PAN ID。从少量的实验来看，CC2430作为终端优先加入PAN ID号比较小的协调器。用户一般无法让终端选择，并且终端扫描网络和请求入网的过程都没有给出源代码。这样便给这类实际应用带来不便。

2  问题分析

关于CC2430／2431网络的形成，可以参考《ZigBee技,术实践教程》一书。该书为北京航空航天大学出版社出版，高守玮和吴灿阳主编。

路由器和终端试图加入一个网络时，首先调用NLME_NetworkDiscoveryRequest()函数。该函数将进行网络扫描，其结果由函数ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB()返回。而发现网络存在后，将调用NLME_OrphanJoinRequest()函数试图加入网络。其结果由函数ZDO_JoinIndicationCB()返回。

遗憾的是，网络扫描和请求入网两个函数都没有源代码，造成无法修改的困境。客观地说，在TI公司的ZSTACK上修改某些参数常常是比较困难的。只好从提供了源代码的ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB()函数和ZDO_JoinIndicationCB()函数来想办法。检测ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB()的代码，发现其最终调用ZDO_FinishProcessingMgmtNwkDiscReq()函数。

而在该函数中，有对路由器的特殊处理。条件编译变量RTR_NWK代表有路由器功能的设备，虽然协调器可以兼做路由器，但执行这段代码的只可能是普通的路由器。

#if defined(RTR_NWK)
……
#endif

……中的代码检索返回的网络信息描述结构，查看有没有和存储的PAN ID相同的协调器。观察ZDObject．c文件中的ZDO_StartDevice()函数，当启动设备模式为“再继续”时，即startMode==MODE_RESUME，终端设备以孤点方式请求加入网络。再继续模式实际上是标识非协调器设备处于网络扫描完成，准备请求入网的状态。分析到此，可以想出办法了。首先定义一个检查是否有PAN ID相同的协调器的全局变量bool变量p_matching。初始化时设其为FALSE。

3  解决方法和实际代码

对刚才提及的代码段，增加终端对返回的网络信息描述结构的查询。



在ZDApp．c中修改ZDApp_event_loop()函数，在调用ZDO_StartDevice(…)之前，亦即在终端设备扫描网络和请求入网前增加一段代码。当终端和协调器PAN ID不同，并且是再继续模式时，重新搜索是否有与PAN ID相同的协调器，而不请求人网。


这样就使得终端有协调器可挑选了。

关于如何修改PAN ID，给出代码如下(该代码为协调器和终端通用的。_NIB是和网络相关的全局结构体)：



另外非协调器设备在初始化时，应该增加如下的代码(gu16RecBuffLen为自定义的16位整型数)：



通过对扫描网络结果处理函数的分析，研究扫描网络和请求人网前的程序段。在程序段中增加一个对终端是否检索到特定PAN ID的协调器的逻辑变量。最后在程序中增加未检索到特定PAN ID的协调器时不请求入网的代码，以达到终端选择协调器入网的目的。经实验，在现场有数个不同PAN ID的协调器的情况下，终端设备只加入特定的协调器。