3 網(wǎng)絡節(jié)點軟件的設計
3．1 網(wǎng)絡節(jié)點程序
ZigBee網(wǎng)絡支持三種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，即星狀、樹狀和網(wǎng)狀。節(jié)點設計基于通用性及便于開發(fā)的考慮，移植了TI公司的Z-Stack協(xié)議棧，其主要特點就是兼容性，支持IEEE 802．15．4標準的CC2430片上系統(tǒng)解決方案。ZigBee網(wǎng)絡中有三種設備，分別是協(xié)調(diào)器、路由器及終端設備。協(xié)調(diào)器負責啟動一個網(wǎng)絡，在一個ZigBee網(wǎng)絡中有且只有一個協(xié)調(diào)器設備。本系統(tǒng)選用了一個協(xié)調(diào)器和多個終端設備，對協(xié)議棧進行了相應的修改和增減以適應硬件電路的實際需求，組成簡單的星形網(wǎng)絡。
Z-Stack是基于操作系統(tǒng)的思想來構(gòu)建的，采用事件輪循機制，整個協(xié)議棧用C語言編寫。當各層初始化之后，系統(tǒng)進入低功耗模式，當事件發(fā)生時，喚醒系統(tǒng)，開始進入中斷處理事件，結(jié)束后繼續(xù)進入低功耗模式。如果同時有幾個事件發(fā)生，判斷優(yōu)先級，逐次處理事件。這種軟件構(gòu)架可以極大地降級系統(tǒng)的功耗。整個Z-Stack的主要工作流程，大致分為系統(tǒng)啟動、驅(qū)動初始化、OSAL初始化與啟動和進入任務輪循幾個階段。
系統(tǒng)流程如圖4所示。

當硬件初始化完成后，打開中斷，執(zhí)行osal_star_system()函數(shù)開始運行OSAL系統(tǒng)。該任務調(diào)度函數(shù)按照優(yōu)先級檢測各個任務是否就緒。如果存在就緒的任務則調(diào)用tasksArr()中相對應的任務處理函數(shù)去處理該事件，直到執(zhí)行完所有就緒的任務。如果任務列表中沒有就緒的任務，則可以使處理器進入睡眠狀態(tài)實現(xiàn)低功耗。OSAL任務調(diào)度流程如圖5所示。
ZigBee網(wǎng)絡的形成是通過ZDApp_Init這個任務實現(xiàn)的。zDApp_Init任務中調(diào)用了函數(shù)ZDAPP_Net-workInit，如果是協(xié)調(diào)器就建立網(wǎng)絡，確定PANID與頻道選擇，打開全局中斷之后進入監(jiān)聽狀態(tài)，監(jiān)測網(wǎng)絡中有無ZigBee信號，如果有節(jié)點申請加入網(wǎng)絡，協(xié)調(diào)器給節(jié)點分配網(wǎng)絡地址。對于終端設備，完成初始化之后，發(fā)送申請加入網(wǎng)絡信號，等待協(xié)調(diào)器響應。成功加入網(wǎng)絡后，進入休眠狀態(tài)等待喚醒。網(wǎng)絡啟動程序流程如圖6所示。