基于ZigBee技術的無線點餐系統設計

3 網絡節點軟件的設計
3．1 網絡節點程序
ZigBee網絡支持三種網絡結構，即星狀、樹狀和網狀。節點設計基于通用性及便于開發的考慮，移植了TI公司的Z-Stack協議棧，其主要特點就是兼容性，支持IEEE 802．15．4標準的CC2430片上系統解決方案。ZigBee網絡中有三種設備，分別是協調器、路由器及終端設備。協調器負責啟動一個網絡，在一個ZigBee網絡中有且只有一個協調器設備。本系統選用了一個協調器和多個終端設備，對協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，組成簡單的星形網絡。
Z-Stack是基于操作系統的思想來構建的，采用事件輪循機制，整個協議棧用C語言編寫。當各層初始化之后，系統進入低功耗模式，當事件發生時，喚醒系統，開始進入中斷處理事件，結束后繼續進入低功耗模式。如果同時有幾個事件發生，判斷優先級，逐次處理事件。這種軟件構架可以極大地降級系統的功耗。整個Z-Stack的主要工作流程，大致分為系統啟動、驅動初始化、OSAL初始化與啟動和進入任務輪循幾個階段。
系統流程如圖4所示。

當硬件初始化完成后，打開中斷，執行osal_star_system()函數開始運行OSAL系統。該任務調度函數按照優先級檢測各個任務是否就緒。如果存在就緒的任務則調用tasksArr()中相對應的任務處理函數去處理該事件，直到執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實現低功耗。OSAL任務調度流程如圖5所示。
ZigBee網絡的形成是通過ZDApp_Init這個任務實現的。zDApp_Init任務中調用了函數ZDAPP_Net-workInit，如果是協調器就建立網絡，確定PANID與頻道選擇，打開全局中斷之后進入監聽狀態，監測網絡中有無ZigBee信號，如果有節點申請加入網絡，協調器給節點分配網絡地址。對于終端設備，完成初始化之后，發送申請加入網絡信號，等待協調器響應。成功加入網絡后，進入休眠狀態等待喚醒。網絡啟動程序流程如圖6所示。