廣東職業技術學院 歐浩源
一、引言
在物聯網技術應用的知識體系中，zigbee無線組網技術是非常重要的一環，也是大家感覺比較難以掌握的乙個部分。zigbee無線組網技術之所以讓你感有學習難度，不是因為它真的複雜，而是它看起來很複雜，讓人望而止步。另一方面則是zigbee技術在應用層面上將硬體和軟體完成融為乙個體系，要求開發人員既要有紮實的硬體技術，又要有清晰的軟體思維。
目前，儘管有不少關於zigbee無線組網的技術書籍寫得非常棒，但對於初學者入門來說可能還是有點難。由於工作需要和形勢所迫，我自己摸索著學習zigbee無線組網技術。其入門過程可謂一波三折，碰過不少障礙，走過不少彎路，吃過不少苦頭。所以，在這裡結合自己學習zigbee技術的過程，和大家分享一下學習體會，**一下學習路線。大家互助互勉，共同進步。
二、關於zigbee與z-stack
明明看的是關於zigbee協議的技術教材，為什麼裡面的內容講的卻是z-stack協議棧的內容呢？相信有不少初學者都要這樣的疑問。
zigbee是基於ieee 802.15.4標準的低功耗區域網協議。
z-stack是ti公司提供的一套符合zigbee協議標準的協議棧。使用者可以使用其提供的程式框架和api函式進行應用專案的開發。該協議棧經過了zigbee聯盟的認可，並且被全球很多企業作為商業級協議棧。實際上，z-stack只是乙個半開源的協議棧，其中的mac層和zmac層並沒有全部開源，但使用者可以使用其提供的api來呼叫相關的庫函式。
簡單來說，zigbee是乙個符合國際標準的協議，而z-stack則是實現該協議的具體**。如果前者是乙個建築圖紙，那麼後者就是按照圖紙修建的建築物。所以，學習基於cc2530晶元的zigbee無線組網技術，實際上就是學習z-stack協議棧的結構和執行機理，並且在其基礎上進行專案開發。
三、學習z-stack協議棧的基本思路
古語有云：物有本末，事有終始，知所先後，則近道矣。
在進行z-stack協議棧的具體學習之前，必須先掌握cc2530晶元的開發流程及幾個基礎外設的應用。如果沒有這方面的硬體基礎，在看hal層中的**，你會覺得自己在看天書。在專案應用開發中，會因為應用場景的不同，使用不同的硬體電路，這個時候，不但要求你能夠讀懂硬體底層的**，還要能夠根據硬體的不同設計底層**。
對於z-stack協議棧，最好先從整體上掌握其程式架構，通過分析z-stack的**，把任務識別符號、任務初始化函式、任務事件列表和任務事件處理函式列表幾個關鍵的**的關係理清楚，從根本上理解osal的執行機理，並掌握任務、事件、訊息等基本概念。然後理解其任務的排程演算法，把事件的產生和事件的處理的來龍去脈弄清楚，最後，自己能夠根據專案需求建立任務，處理事件。
上述的兩部分內容看起來跟zigbee無線組網沒有多大的關係，而然，你要進行zigbee無線組網技術的開發，又離不開上面兩個部分的內容。當你比較紮實的掌握了上面兩部分內容之後，就可以很順利進行無線組網和無線資料傳輸。至於通道、panid、協調器、路由器、終端裝置、廣播、單播、組播、繫結等概念和應用，那都是水到渠成的事情了。
我覺得可以把z-stack理解為：z-stack = osal + cc2530 + rf
從總體上看，z-stack協議棧是乙個用osal作業系統通過任務輪詢方式來管理cc2530底層硬體和ieee 802.15.4無線網路的體系結構。那麼，你要學習zigbee無線網路應用的基本路徑也就清晰了。
四、學習z-stack協議棧的參考路線
從我自己的學習過程來看，學習z-stack協議棧可以分為三個部分：cc2530微控制器的硬體基礎開發、osal作業系統的基本應用和rf無線網路應用開發。
在cc2530微控制器的基礎學習中，我們掌握其中幾個最基礎的功能模組就可以了，至於dam傳輸、flash讀寫和低功耗控制等，你在後面的專案開發中，碰到什麼再學什麼，沒有太大困難的。
[cc2530基礎的學習內容參考]：
1-iar開發環境的建立與專案開發流程。
2-通用i/o埠的輸入和輸出控制。
3-中斷系統及外部中斷應用。
4-定時/計數器原理及其應用。
5-序列介面原理及其應用。
6-adc工作原理及其應用。
7-cc2530基礎技能綜合實訓案例。
《關於這一部分的內容已經在本部落格的《cc2530入門基礎教程》的系列在論壇發布了。>
osal是乙個基於輪轉查詢方式的作業系統。在osal作業系統的學習過程中，我們要掌握的是如何在osal中實現對cc2530基礎模組的控制。對於一些沒有作業系統概念或者沒有具體接觸過作業系統的人來說，那是有一定難度的。而然，你要真正的踏進zigbee無線網路應用的大門，這是必經之路。
[osal基礎的學習參考內容]：
1-理解osal的執行機理及相關概念。
2-基於osal的跑馬燈程式。
3-自定義任務的建立及事件處理。
4-基於osal的按鍵驅動及任務同步。
5-基於osal的串列埠資料收發應用。
6-基於osal的adc資料採集。
7-基於osal的基礎技能綜合實訓案例。
最後才是基於ieee 802.15.4無線網路應用的學習。在這裡並不是單一內容的學習，而是結合前面兩個部分的內容，對z-stack協議棧進行系統性的綜合應用學習。
[無線網路應用的學習參考內容]：
1-基於basicrf的點對點通訊。
2-z-stack協議棧的結構及基本概念。
3-z-stack協議棧中的helloworld。
4-z-stack協議棧中的三種通訊方式。
5-z-stack協議棧中的繫結技術。
6-z-stack協議棧中的多點自組織網路。
7-z-stack協議棧的基礎技能綜合實訓案例。
五、個人學習體會
在應用層面上，zigbee無線網路技術的難點不是射頻資料收發部分，也不是網路組建管理部分， 但需要開發者具備硬體開發基礎和軟體程式設計思維。在閱讀z-satck協議棧**過程中，有大量的陣列、指標、結構體、巨集定義、條件編譯等內容，所以要求開發者有紮實的c語言功底的經驗的話，那會事半功倍。
技術書籍是需要看的，最好結合著原始碼來看。雖然技術書籍可以帶你從整體上認識z-satck協議棧，但是會比較抽象，離開原始碼你無法形象地摸清其中的脈絡。在閱讀書籍和原始碼的時候關鍵是理解，而理解的最好方法是動手編寫**進行驗證。你可以首先執行最原始的z-stack協議棧，讓它跑起來。在這個過程中，你可以設定一些斷點，看看程式的執行路徑，可以加深你對概念的理解。然後，你可以試著按照書上或者你自己的構想，修改**，出現錯誤就找出原因；執行成功你的理解又會前進一步。就這樣一步乙個腳印的慢慢邁向zigbee無線網路ying應用的大門。這時候有人就會說，沒有開發板怎麼辦？我只能回答你：「放棄吧」。學習zigbee無線網路技術最起碼你需要三個開發板。
在學習過程中遇到問題怎麼辦？簡單，網上搜尋就會有很多資料，而且都很不錯的，基本上能解決入門學習的所有問題。實際上，有很多部落格文章記錄了作者遇到問題和解決問題的過程，非常有針對性，對初學者來說非常有幫助，而且很多是技術書籍沒有講到的。在學習過程中，利用技術書籍和技術部落格，結合z-stack協議棧原始碼，邊理解邊實踐，我相信您會很快的掌握其技術要點和開發技能的。
六、小結
z-stack協議棧之所以複雜，那是因為它看起來複雜而已。技術的學習往往都沒有捷徑，只有循序漸進，紮實前行，才能真正把握本質和內涵。對於那些興趣濃厚或者目標堅定的初學者來說，我相信掌握zigbee無線組網技術的入門技能是不會化太長時間的。
如果能夠完成上面三個部分內容的學習，我想zigbee無線組網技術應該可以入門的了，但是你要達到精通的水平還不夠，還得需要通過很多專案開發的不斷錘煉。
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