Zigbee绑定流程

拼搏现实的明天。 2022-07-13 04:40 369阅读 0赞

## Zigbee绑定流程（一） ##

绑定机制允许一个应用服务在不知道目标地址的情况下向对方（应用服务）发送数据包，发送时使用的目标地址将由应用支持子层从绑定表中自动获得，从而能是消息顺利被目标节点的一个或多个应用服务乃至分组接收。

注意：由于所有绑定信息都子啊在Zigbee协调器中，所有只有协调器才能接收绑定请求。

1.1 绑定方式：

Zigbee Device Object Bind Request

Zigbee Device Object End Device Bind Request

Device Application

1.2、绑定方式1：Zigbee Device Object Bind Request

有Zigbee device A、B和C，其中B和C是想建立绑定的两个设备，需要节点A的配合。

A连接的主机（如ARM或PC）应用会调用ZDP\_BindReq()(ZDPProfile.h)来实现此绑定，该函数需要提供address、endpoint和cluster ID参数。主机发送命令给A，该命令中会带有C的信息，命令A调用该函数向B发送BindReq请求，该请求中包含C的参数address、endpoint和cluster ID等，B收到该请求后会建立关于C的绑定表。ZDP\_BindReq()定义如下：

\#if defined ( ZDO\_BIND\_UNBIND\_REQUEST )

/\*

\* ZDP\_BindReq - bind request

\* @MT SPI\_CMD\_ZDO\_BIND\_REQ

\* (UInt16 DstAddr,

\* UInt64 SrcAddress,

\* byte SrcEndpoint,

\* uint16 ClusterID,

\* zAddrType\_t \*DstAddress,

\* byte DstEndpoint,

\* byte SecuritySuite)

\*/

\#define ZDP\_BindReq( dstAddr, SourceAddr, SrcEP, \\

ClusterID, DestinationAddr, DstEP, SecurityEnable ) \\

ZDP\_BindUnbindReq( Bind\_req, dstAddr, \\

SourceAddr, SrcEP, ClusterID, \\

DestinationAddr, DstEP, SecurityEnable )

\#endif

该函数的参数具体意思为：

\* @param dstAddr - destination address of the message（即B，也就是绑定的原设备）

\* @param SourceAddr - source 64 bit address of the binding（原绑定设备的64位地址）

\* @param SrcEPIntf - Source endpoint/interface

\* @param ClusterID - Binding cluster ID

\* @param DestinationAddr - destination 64 bit addr of binding

\* @param DstEPIntf - destination endpoint/interface

\* @param SecurityEnable - Security Options

注：1）ZDO\_BIND\_UNBIND\_REQUEST应该使能才能用此方式进行绑定

2）还可以用ZDP\_UnBindReq（）来解除绑定。

3）对于函数ZDP\_BindUnbindReq其功能如下：

/\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*

\* @fn ZDP\_BindUnbindReq

\* @brief This builds and send a Bind\_req or Unbind\_req message

\* Depending on the ClusterID. This function

\* sends a unicast message to the local coordinator.

当B收到此绑定消息后：

The target device will send back a Zigbee Device Object Bind or Unbind Response message which the ZDO code will parse and notify ZDApp.c by calling ZDApp\_BindRsp() or ZDApp\_UnbindRsp() with the status of the action.

注：ZDApp\_BindRsp()函数在ZDApp.c文件中未找到？（ZDP\_BindRsp()??）

Coordinator返回的绑定状态：

对于绑定时，协调器会返回以下状态到应用：

ZDP\_SUCCESS, ZDP\_TABLE\_FULL or ZDP\_NOT\_SUPPORTED.

对于解除绑定时，协调器会返回以下状态到应用：

ZDP\_SUCCESS, ZDP\_NO\_ENTRY or ZDP\_NOT\_SUPPORTED.

1.2、Zigbee Device Object End Device Bind Request

1）、工作原理

需要coordinator参入，若A为协调器，B和C是需要建立绑定的两个EndDevice。

节点B和C分别通过按键机制调用函数ZDP\_EndDeviceBindReq，这个函数将会向协调器发出绑定请求，如果**在16S**内两个节点都执行了此函数，协调器就会协助实现绑定。绑定表放在OutCluster那边，即绑定表存放在输出控制命令的那边。

注意：

l 节点B和C需具有互补性，即B的outcluster是C的incluster。

l 绑定后只能是outcluster节点B给incluster节点C发送控制命令，因为只有B中保存C的信息（绑定表），不能反过来控制。

2）规定的时间

这个时间由参数**APS\_DEFAULT\_MAXBINDING\_TIME决定，默认为16秒。**

3）end\_device\_bind\_req和其响应的消息流程

涉及设备：终端C和B（进行绑定）

协调器A（协助建立绑定）

现以B和A为例说明绑定请求和响应的消息流程

（1） 终端B调用ZDP\_EndDeviceBindReq（）发起end\_device\_bind\_req请求，目的地址为协调器A

该函数调用fillAndSend( &ZDP\_TransID, dstAddr, End\_Device\_Bind\_req, len );完成请求发送。注意这里的任务ID为ZDP\_TransID

（2） 协调器A中

\--afIncomingData（）从APS（应用子层接收数据/消息）

\--调用afBuildMSGIncoming（）在接收的消息中添加AF\_INCOMING\_MSG\_CMD事件，并调用osal\_msg\_send( \*(epDesc->task\_id), (uint8 \*)MSGpkt )将此消息发送到应用层对应的任务中

\--在osal\_msg\_send（）中执行三个动作

OSAL\_MSG\_ID( msg\_ptr ) = destination\_task; //在消息中添加对应的任务ID

// queue message

osal\_msg\_enqueue( &osal\_qHead, msg\_ptr ); //将此消息添加到消息队列

// Signal the task that a message is waiting

osal\_set\_event( destination\_task, SYS\_EVENT\_MSG );//触发SYS\_EVENT\_MSG事件，添加到tasksEvents\[\]中

到此接收到的绑定请求消息已经发到了应用层中，现在就轮到OSAL层对该消息进行响应处理了：

## zigbee绑定流程（二） ##

\--任务消息主循环函数osal\_start\_system（）轮询任务表tasksArr\[\]

当有end\_device\_bind\_req到来时，将会调用其中的ZDApp\_event\_loop（）事件循环处理函数（因为绑定请求设定了任务为ZDP\_TransID）

\-- ZDApp\_event\_loop（）

若产生SYS\_EVENT\_MSG事件，调用函数ZDApp\_ProcessOSALMsg（）对OSAL的消息进行处理。

\-- ZDApp\_ProcessOSALMsg（）

若消息的触发事件为AF\_INCOMING\_MSG\_CMD，调用ZDP\_IncomingData（）

\-- ZDP\_IncomingData（）

在该函数中首先调用ZDO\_SendMsgCBs（）函数查看该消息是否注册过，若是在消息中触发ZDO\_CB\_MSG事件，并发送到注册过该消息的任务中，这样就调用osal\_msg\_send（），又会触发事件SYS\_EVENT\_MSG。

因为这里的end\_device\_bind\_req注册过（ZDO\_RegisterForZDOMsg( ZDAppTaskID, End\_Device\_Bind\_req );），所以就回到函数ZDApp\_event\_loop（）中，再执行ZDApp\_ProcessOSALMsg（）函数，这时的消息事件为ZDO\_CB\_MSG，则会调用注册消息处理函数ZDApp\_ProcessMsgCBs（）

\-- ZDApp\_ProcessMsgCBs（）

此函数是对注册过得消息进行处理，

switch ( inMsg->clusterID )

case End\_Device\_Bind\_req:

if (ZG\_DEVICE\_COORDINATOR\_TYPE) //只有协调器才接收End\_Device\_Bind\_req请求

ZDEndDeviceBind\_t bindReq;

ZDO\_ParseEndDeviceBindReq( inMsg, &bindReq );

ZDO\_MatchEndDeviceBind( &bindReq );

\--ZDO\_MatchEndDeviceBind（）

处理绑定请求，若成功后会给两个终端B和C发送End\_Device\_Bind\_rsp响应

（3）终端B接收处理绑定响应

接收End\_Device\_Bind\_rsp响应的流程和（2）基本一样，不同之处是在ZDO\_SendMsgCBs（）函数中，在该函数中是将响应End\_Device\_Bind\_rsp发送到注册该响应的任务中

osal\_msg\_send( pList->taskID, (uint8 \*)msgPtr );

这里pList指向注册的消息列表, End\_Device\_Bind\_rsp注册到GenericApp\_TaskID任务中，所以在GenericApp\_ProcessEvent（）中接收处理。

当协调器接收到第一个绑定请求时，他会在一定的时限内保留这一请求并等待第二个请求的出现。（默认的最长时间间隔是16秒）。

一旦协调器接收到两个需要匹配的终端设备绑定请求时，它就会启动绑定过程，为发出请求的设备建立源绑定条目。假设在ZDO终端设备绑定请求中找到匹配，协调器将采取以下步骤：

1. 协调器发送一个ZDO解除绑定请求给第一个设备。终端设备绑定是一个切换过程，所以解除绑定请求需要发送给第一个设备，以便移除一个已有的绑定条目。

2. 等待ZDO解除绑定的应答，如果返回的状态是ZDP\_NO\_ENTRY，协调器可以发送一个ZDO绑定请求，在源设备（ZDP\_EndDeviceBindReq()第一个参数指定的地址）中建立绑定条目。假如此时返回的状态是ZDP\_SUCCESS，可继续处理第一个设备的簇标识符（解除绑定指令已经移除了绑定条目，即已经切换完成）。

3. 等待ZDO绑定应答。收到以后，继续处理第一个设备的下一个簇标识符。

4. 等第一个设备完成了以后，在第二个设备上实行同样的过程。

5. 等第二个设备也完成了，协调器向两个设备发送ZDO终端设备绑定应答消息。

注意打开编译选项：REFLECTOR和ZDO\_COORDINATOR

4）实现函数

1) EndDevice--ZDP\_EndDeviceBindReq【ZDProfile.c】

功能：

\* @brief This builds and sends a End\_Device\_Bind\_req message.

\* This function sends a unicast message.

该函数一般在EndDevice的应用层中被调用，如在按键处理子程序zclSampleLight\_HandleKeys（）【zclSampleLight.c】

afStatus\_t ZDP\_EndDeviceBindReq( zAddrType\_t \*dstAddr,

uint16 LocalCoordinator,

byte endPoint,

uint16 ProfileID,

byte NumInClusters, cId\_t \*InClusterList,

byte NumOutClusters, cId\_t \*OutClusterList,

byte SecurityEnable )

参数及返回值

\* @param dstAddr - destination address

\* @param LocalCoordinator - short address of local coordinator

\* @param epIntf - Endpoint/Interface of Simple Desc

\* @param ProfileID - Profile ID

\* The Input cluster list is the opposite of what you would think.

\* This is the output cluster list of this device

\* @param NumInClusters - number of input clusters

\* @param InClusterList - input cluster ID list

\* The Output cluster list is the opposite of what you would think.

\* This is the input cluster list of this device

\* @param NumOutClusters - number of output clusters

\* @param OutClusterList - output cluster ID list

\* @param SecurityEnable - Security Options

\* @return afStatus\_t

终端设备发起end\_device\_bind\_re q的流程为：

1）zclSampleLight\_event\_loop（）【zcl\_sampleLight.c】Event Loop Processor for zclGeneral.

2）收到KEY\_CHANGE事件时调用下面函数

zclSampleLight\_HandleKeys（）【zcl\_sampleLight.c】

3）若判断为按按键2—》ZDP\_EndDeviceBindReq（）【ZDProfile.c】

4）-》fillAndSend（）汇总发送

5）-》AF\_DataRequest发送请求

2）Coordinator对接收到的绑定请求会执行以下函数

1）int main( void )【ZMain.c】

2）osal\_start\_system【OSAL.c】

在该函数中会执行在函数句柄数组tasksArr\[\]【OSAL\_SampleLight.c】中包含的ZDO任务循环处理函数ZDApp\_event\_loop（）

// The order in this table must be identical to the task initialization calls below in osalInitTask.

const pTaskEventHandlerFn tasksArr\[\] = \{

macEventLoop,

nwk\_event\_loop,

Hal\_ProcessEvent,

\#if defined( MT\_TASK )

MT\_ProcessEvent,

\#endif

APS\_event\_loop,

\#if defined ( ZIGBEE\_FRAGMENTATION )

APSF\_ProcessEvent,

\#endif

ZDApp\_event\_loop,

\#if defined ( ZIGBEE\_FREQ\_AGILITY ) || defined ( ZIGBEE\_PANID\_CONFLICT )

ZDNwkMgr\_event\_loop,

\#endif

zcl\_event\_loop,

zclSampleLight\_event\_loop

\};

以下是ZDO层的应用

3）ZDApp\_event\_loop（）【ZDApp.c】

\* @brief Main event loop for Zigbee device objects task. This function

\* should be called at periodic intervals.

uint8 \*msg\_ptr;

。。。

if ( events & SYS\_EVENT\_MSG )

while ( (msg\_ptr = osal\_msg\_receive( ZDAppTaskID )) )

ZDApp\_ProcessOSALMsg( (osal\_event\_hdr\_t \*)msg\_ptr );

// Release the memory

osal\_msg\_deallocate( msg\_ptr );

## zigbee绑定流程（三） ##

该函数在收到消息SYS\_EVENT\_MSG后执行下面的函数：

4）ZDApp\_ProcessOSALMsg（）【ZDApp.c】处理接收到的任务消息

….

switch ( msgPtr->event )

// Incoming ZDO Message

case AF\_INCOMING\_MSG\_CMD:

ZDP\_IncomingData( (afIncomingMSGPacket\_t \*)msgPtr );

break;

case ZDO\_CB\_MSG:

ZDApp\_ProcessMsgCBs( (zdoIncomingMsg\_t \*)msgPtr );

break;

该函数根据接收到的ZDO消息类型分别调用以下两个函数：

5-1）ZDP\_IncomingData() 【ZDProfile.c】 //接收信息

\* @brief This function indicates the transfer of a data PDU (ASDU)

\* from the APS sub-layer to the ZDO.

该函数通过调用ZDO\_SendMsgCBs（zdoIncomingMsg\_t \*inMsg）【ZDProfile.c】函数向ZDO发送消息ZDO\_CB\_MSG

5-1）ZDApp\_ProcessMsgCBs（）【ZDApp.c】

该函数根据请求或响应消息的类型对其分别进行处理，如

void ZDApp\_ProcessMsgCBs( zdoIncomingMsg\_t \*inMsg )

switch ( inMsg->clusterID )

case NWK\_addr\_rsp:

case IEEE\_addr\_rsp:

…

case Bind\_req:

case Unbind\_req:

…

case Bind\_rsp:

case Unbind\_rsp:

…

case End\_Device\_Bind\_req: //节点发送的绑定请求

if (ZG\_DEVICE\_COORDINATOR\_TYPE) //必须为协调器接收

ZDEndDeviceBind\_t bindReq;

ZDO\_ParseEndDeviceBindReq( inMsg, &bindReq ); //绑定请求消息的解析

ZDO\_MatchEndDeviceBind( &bindReq );

。。。

….

注意需要提前注册End\_Device\_Bind\_req消息，在ZDApp\_RegisterCBs函数中实现【ZDApp.c】

当接收到节点发来的End\_Device\_Bind\_req绑定请求后，该函数调用以下两个函数对信息进行处理

6-1）ZDO\_ParseEndDeviceBindReq（）【ZDObject.c】//解析绑定请求消息

6-2）ZDO\_MatchEndDeviceBind() 【ZDObject.c】//Called to match end device binding requests

函数ZDO\_MatchEndDeviceBind()主要实现两个节点设备的绑定，其主要流程为：

首先，查看收到的绑定请求是否为第一次（对应第一个节点）

若是第一次，将第一个请求的信息保存到end1中，并且若成功接收了第一个请求后，会设定超时时间16s；

若不是第一个绑定请求，则分别以第一个和第二个绑定请求为原绑定，进行比较匹配，如果匹配成功则发送匹配成功的信息end\_device\_bind\_rsp给两个请求终端（通过调用函数ZDMatchSendState中的ZDP\_EndDeviceBindRsp函数实现），并会返回ZDP\_SUCCESS状态。

若匹配不成功，也发送rsp响应（直接调用函数ZDP\_EndDeviceBindRsp），该响应包含匹配不成功的状态（ZDP\_NO\_ENTRY、ZDP\_NO\_MATCH）