fannifu 发表于 2022-5-16 13:38:55

【ZigBee】JN5169 ZigBee3.0设备入网过程

本帖最后由 fannifu 于 2022-5-25 23:15 编辑

【ZigBee】JN5169 ZigBee3.0设备入网过程

硬件平台:JN5169
SDK:JN-SW-4170
参考文档:ZigBee-Base-Device-Behavior-Specification.pdf

概要:分析设备首次入门的流程(bdbNodeIsOnANetwork属性为FALSE),设备入网规范遵循ZigBee-Base-Device-Behavior-Specification 8.3小节

1节点首先将bdbcommitoningstatus设置为IN_PROGRESS,将vDoPrimaryScan设置为TRUE,将vScanChannels设置为bdbPrimaryChannelSet
BDB_PRIMARY_CHANNEL_SET = 0x02108800;
BDB_SECONDARY_CHANNEL_SET = 0x07FFF800 ^ 0x02108800;

BDB_eNsStartNwkSteering(void)
{
      //有省略
      sBDB.sAttrib.ebdbCommissioningStatus = E_BDB_COMMISSIONING_STATUS_IN_PROGRESS;
      bDoPrimaryScan = TRUE;
      u32ScanChannels = sBDB.sAttrib.u32bdbPrimaryChannelSet;
      u8ScanChannel = BDB_CHANNEL_MIN;
      bAssociationJoin = FALSE;
      vNsDiscoverNwk();
}
进入vNsDiscoverNwk()函数后,跳到12步进行判断

2节点应进行信道扫描,以发现其无线电范围内的一组信道上有哪些网络可用
void vNsDiscoverNwk()
{
      //此函数有省略
      eNS_State = E_NS_WAIT_DISCOVERY;    //状态机状态,注意
      ZPS_eAplZdoDiscoverNetworks(u32ScanChannels & (1<<u8ScanChannel));
      8ScanChannel++;
}
ZPS_eAplZdoDiscoverNetworks()函数调用最终都会在终端设备或路由器上导致生成堆栈事件ZPS_EVENT_NWK_DISCOVERY_COMPLETE
bdb_taskBDB();
      BDB_vNsStateMachine(&sZpsAfEvent);
                case E_NS_WAIT_DISCOVERY:
                        case ZPS_EVENT_NWK_DISCOVERY_COMPLETE:
                            //有省略
3如果NLME-NETWORK-DISCOVERY确认原语的状态参数不等于SUCCESS,表明通道扫描不成功,则节点从步骤2继续。
意思就是判断sStackEvent.uEvent.sNwkDiscoveryEvent.eStatus状态不等于MAC_ENUM_SUCCESS,继续执行下面函数:

vNsDiscoverNwk();
4节点通过分析NetworkCount和NetworkDescriptor参数,判断是否有设置为TRUE的permit join flag合适的网络。
eNS_State = E_NS_WAIT_JOIN;
vNsTryNwkJoin(TRUE, &(psZpsAfEvent->sStackEvent.uEvent.sNwkDiscoveryEvent));

      //以下位于vNsTryNwkJoin()函数,有无关代码省略
         if(
                (pNwkDescr.u8PermitJoining) && \
                (
                  (0 == ZPS_psAplAibGetAib()->u64ApsUseExtendedPanid) ||\      
                  (pNwkDescr.u64ExtPanId == ZPS_psAplAibGetAib()->u64ApsUseExtendedPanid)
                )
            ){
                  eNS_State = E_NS_WAIT_JOIN;
                  eStatus = ZPS_eAplZdoJoinNetwork(&pNwkDescr);
             }
5如果在通道扫描中没有找到合适的网络,节点从步骤2继续
vNsTryNwkJoin(TRUE, &(psZpsAfEvent->sStackEvent.uEvent.sNwkDiscoveryEvent));

      DBG_vPrintf(TRACE_BDB," BDB: No suitable network! Continue Discovery \n");
      vNsDiscoverNwk();
6节点应尝试加入使用MAC关联发现的网络
vNsTryNwkJoin(TRUE, &(psZpsAfEvent->sStackEvent.uEvent.sNwkDiscoveryEvent));

      //以下位于vNsTryNwkJoin()函数,有无关代码省略
      eNS_State = E_NS_WAIT_JOIN;
      eStatus = ZPS_eAplZdoJoinNetwork(&pNwkDescr);
7允许再次尝试加入同一网络,但每次尝试次数不得超过bdbcmaxsamenetworkretrytrytries次数
vNsTryNwkJoin(TRUE, &(psZpsAfEvent->sStackEvent.uEvent.sNwkDiscoveryEvent));

      //以下位于vNsTryNwkJoin()函数,有无关代码省略
      if(u8RecSameNwkRetryAttempts < BDBC_MAX_SAME_NETWORK_RETRY_ATTEMPTS)
      {
                eNS_State = E_NS_WAIT_JOIN;
                eStatus = ZPS_eAplZdoJoinNetwork(&pNwkDescr);
      }
ZPS_eAplZdoJoinNetwork()函数返回堆栈事件
//以下代码有省略,请注意
bdb_taskBDB();
      BDB_vNsStateMachine(&sZpsAfEvent);
                case E_NS_WAIT_JOIN:
                  switch(psZpsAfEvent->sStackEvent.eType)
                  {
                            case ZPS_EVENT_NWK_FAILED_TO_JOIN:
                              break;
                            case ZPS_EVENT_NWK_JOINED_AS_ROUTER:
                            case ZPS_EVENT_NWK_JOINED_AS_ENDDEVICE:
                              break;
}
8如果是堆栈事件为ZPS_EVENT_NWK_FAILED_TO_JOIN,再次尝试同一网络
//以下代码有省略,请注意
bdb_taskBDB();
      BDB_vNsStateMachine(&sZpsAfEvent);
                case E_NS_WAIT_JOIN:
                  switch(psZpsAfEvent->sStackEvent.eType)
                  {
                            case ZPS_EVENT_NWK_FAILED_TO_JOIN:
                                 vNsTryNwkJoin(FALSE, NULL);
                            break;

}
9如果是堆栈事件为ZPS_EVENT_NWK_JOINED_AS_ROUTER或者ZPS_EVENT_NWK_JOINED_AS_ENDDEVICE,应相应地设置bdbNodeJoinLinkKeyType,以指示用于解密接收到的网络密钥的链路密钥类型。
//以下代码有省略,请注意
bdb_taskBDB();
      BDB_vNsStateMachine(&sZpsAfEvent);
                case E_NS_WAIT_JOIN:
                  switch(psZpsAfEvent->sStackEvent.eType)
                  {
                            case ZPS_EVENT_NWK_FAILED_TO_JOIN:
                              break;
                            case ZPS_EVENT_NWK_JOINED_AS_ROUTER:
                            case ZPS_EVENT_NWK_JOINED_AS_ENDDEVICE:
                              psApsKeyDesc = ZPS_psGetActiveKey(ZPS_u64AplZdoLookupIeeeAddr(psZpsAfEvent->sStackEvent.uEvent.sNwkJoinedEvent.u16Addr), &u32Index);
                              /*根据接收到的网络密钥的链路密钥类型,相应地设置bdbNodeJoinLinkKeyType*/
                              if(!memcmp(sBDB.pu8DefaultTCLinkKey, &psApsKeyDesc->au8LinkKey, ZPS_SEC_KEY_LENGTH))
                              {
                                    sBDB.sAttrib.u8bdbNodeJoinLinkKeyType = DEFAULT_GLOBAL_TRUST_CENTER_LINK_KEY;
                              }
                              else if(!memcmp(sBDB.pu8DistributedLinkKey, &psApsKeyDesc->au8LinkKey, ZPS_SEC_KEY_LENGTH))
                              {
                                    sBDB.sAttrib.u8bdbNodeJoinLinkKeyType = DISTRIBUTED_SECURITY_GLOBAL_LINK_KEY;
                              }
                              else if(!memcmp(sBDB.pu8TouchLinkKey, &psApsKeyDesc->au8LinkKey, ZPS_SEC_KEY_LENGTH))
                              {
                                    sBDB.sAttrib.u8bdbNodeJoinLinkKeyType = TOUCHLINK_PRECONFIGURED_LINK_KEY;
                              }
                              else if(!memcmp(sBDB.pu8PreConfgLinkKey, &psApsKeyDesc->au8LinkKey, ZPS_SEC_KEY_LENGTH))
                              {
                                    sBDB.sAttrib.u8bdbNodeJoinLinkKeyType =INSTALL_CODE_DERIVED_PRECONFIGURED_LINK_KEY;
                              }
10节点将bdbNodeIsOnANetwork设置为TRUE,然后广播Device_annce ZDO命令。如果apsTrustCenterAddress等于0xffffffffffffff,节点应该并从步骤13继续。
//以下代码有省略,请注意
sBDB.sAttrib.bbdbNodeIsOnANetwork = TRUE;
eNS_State = E_NS_WAIT_AFTER_NWK_JOIN;
ZTIMER_eStart(u8TimerBdbNs, ZTIMER_TIME_MSEC(300)); //启动BDB_vNsTimerCb()任务

      BDB_vNsTimerCb()
      switch(eNS_State)
      {
            case E_NS_WAIT_AFTER_NWK_JOIN:
             if(ZPS_psAplAibGetAib()->u64ApsTrustCenterAddress == 0xFFFFFFFFFFFFFFFFULL)
            {
                eNS_State = E_NS_IDLE;
                vNsAfterNwkJoin();
            }

      }
11节点应执行检索新的信任中心链接键的过程(参见子条款10.2.5)。
如果过程成功,节点将从步骤13继续。

如果该过程不成功,则节点应在其旧网络上执行休假请求并重置其网络参数。

然后节点将bdbNodeIsOnANetwork设置为FALSE,并将bdbcommitoningstatus设置为TCLK_EX_FAILURE。

为了执行休假请求,节点发出nlm - leave。向NWK层请求原语,

DeviceAddress参数设置为NULL, RemoveChildren参数设置为FALSE, Rejoin参数设置为FALSE。在收到我的假期。确认原语,通知节点请求离开网络的状态。

节点然后终止
//以下代码有省略,请注意
sBDB.sAttrib.bbdbNodeIsOnANetwork = TRUE;
eNS_State = E_NS_WAIT_AFTER_NWK_JOIN;
ZTIMER_eStart(u8TimerBdbNs, ZTIMER_TIME_MSEC(300)); //启动BDB_vNsTimerCb()任务

      BDB_vNsTimerCb()
      switch(eNS_State)
      {
            case E_NS_WAIT_AFTER_NWK_JOIN:
                if(ZPS_psAplAibGetAib()->u64ApsTrustCenterAddress == 0xFFFFFFFFFFFFFFFFULL)
                {
                  eNS_State = E_NS_IDLE;
                  vNsAfterNwkJoin();
                }
                if(0x00 == sBDB.sAttrib.u8bdbTCLinkKeyExchangeMethod)
                {
                  vNsStartTclk();
                }
                else                //检索新的信任中心链接键的过程,成功
                {
                  DBG_vPrintf(TRACE_BDB,"Only ApsReqKey is supported !\n");
                  eNS_State = E_NS_IDLE;
                  vNsAfterNwkJoin();
                }
      }
12如果vDoPrimaryScan等于FALSE或bdbSecondaryChannelSet等于0x00000000,节点将从步骤16继续。
如果bdbSecondaryChannelSet不等于0x00000000,节点将vDoPrimaryScan设为FALSE,将vScanChannels设为bdbSecondaryChannelSet,从步骤2继续。
bDoPrimaryScan = FALSE;
u32ScanChannels = sBDB.sAttrib.u32bdbSecondaryChannelSet;
u8ScanChannel = BDB_CHANNEL_MIN;
vNsDiscoverNwk();
13节点广播Mgmt_Permit_Joining_req ZDO命令,将 PermitDuration 字段至少设置为bdbcMinCommissioningTime,将TC_Significance字段设置为0x01

vNsAfterNwkJoin();
      vNsSendPermitJoin();
14. 如果节点能够允许新节点加入,则应激活其permit join标志。为此,节点发出nlm - permit - join。将PermitDuration参数设置为至少bdbcmincommission oningtime的request原语。收到NWK层的NLME-PERMIT- .confirm原语后,将通知节点激活许可证连接的请求的状态。
vNsAfterNwkJoin();
      vNsSendPermitJoin();
15然后节点将bdbcommitoningstatus设置为SUCCESS。如果节点支持touchlink,它将aplFreeNwkAddrRangeBegin、aplFreeNwkAddrRangeEnd、aplFreeGroupID-RangeBegin和aplFreeGroupIDRangeEnd属性的值设置为0x0000(表示节点使用MAC关联加入了网络)。然后,节点应终止对不在网络上的节点的网络指导过程。
sBDB.sAttrib.ebdbCommissioningStatus = E_BDB_COMMISSIONING_STATUS_SUCCESS;
eNS_State = E_NS_IDLE;
ZPS_eAplAibSetApsUseExtendedPanId(ZPS_u64NwkNibGetEpid( ZPS_pvAplZdoGetNwkHandle()));
sBdbEvent.eEventType = BDB_EVENT_NWK_STEERING_SUCCESS;
APP_vBdbCallback(&sBdbEvent);
      DBG_vPrintf(TRACE_SWITCH_NODE,"GoRunningState!\n");
      vHandleJoinAndRejoin();
                sDeviceDesc.eNodeState = E_RUNNING;
                ZTIMER_eStart(u8TimerPoll, POLL_TIME);
                ZTIMER_eStart(u8TimerTick, ZCL_TICK_TIME);
16. 节点可以使用制造商指定的程序重试,或者将bdbcommission oningstatus设置为NO_NETWORK,然后终止不在网络上的节点的网络转向过程。如果尝试制造商特定的过程,bdbcommitoningstatus和bdbNodeIsOnANetwork属性将在其终止时相应地更新,以便调试过程是一致的。
//有省略
vNsDiscoverNwk()
{
    if((!u32ScanChannels) || (u8ScanChannel > BDB_CHANNEL_MAX))
    {   
      if(bDoPrimaryScan == FALSE)
      {
            vNsTerminateNwkSteering();
            return;
      }
    }
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