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SimpleApp例子中网络的形成过程

    每个设备都有一组被配置的参数，整个配置参数在代码中已经定义了默认值（在f8wConfig.cfg）中，在同个网络中，所有设备的“网络细节”配置参数（如PANID，Channel等）应该被设置成一样的值。每个设备的“设备细节”配置参数（Coordinator，Router EndDevice等）可能配置为不同的值。
    但是，ZCD_NV_LOGICAL_TYPE必须被设置，确保①有正确的一个设备作为协调器被配置②所有电池供电的设备作为终端设备被配置。一旦这些工作都完成，这个设备就可以以任意方式启动，协调器设备将建立网络，其他设备将发现和加入这个网络。
    协调器将扫描所有被ZCD_NV_CHANLIST参数制定的通道和选择1个最小能量的通道，如果有2个以上的最小能量通道，则协调器选择在ZigBee网络中存在的序号最小的通道，协调器将选择用ZCD_NV_PANID参数指定的网络ID，路由器和终端设备将扫描用ZCD_NV_CHANLIST配置参数指定的通道和试图发现ID为ZCD_NV_PANID参数指定的网络。
（1）  协调器格式化网络
    协调器将扫描DEFAULT_CHANLIST指定的通道，最后在其中之一上形成网络，在f8wConfig.cfg文件中，可以看到其定义如下：
-DDEFAULT_CHANLIST=0x00000800  // 11 - 0x0B
还可以查看到PANID的定义：
-DZDAPP_CONFIG_PAN_ID=0xFFFF
    如果 ZDAPP_CONFIG_PAN_ID被定义为0xFFFF,那么协调器将根据自身的IEEE地址建立一个随机的PAN ID，如果ZDAPP_CONFIG_PAN_ID没有被定义为0xFFFF,那么协调器建立网络的PAN ID将由ZDAPP_CONFIG_PAN_ID指定。
可以在下面的函数发现PID的判断
ZStatus_t ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB( byte ResultCount,
                                         networkDesc_t *NetworkList )
{
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
for ( i = 0; i < ResultCount; i++, pNwkDesc = pNwkDesc->nextDesc )
    {
      if ( zgConfigPANID != 0xFFFF )
      {
        // PAN Id is preconfigured. check if it matches
        // only 14 bits of pan id is used
        if ( pNwkDesc->panId != ( zgConfigPANID & 0x3FFF ) )
          continue;
      }
．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
}
当所有的参数配置好后，可以调用下面的函数来格式化网络。
ZStatus_t NLME_NetworkFormationRequest( uint16 PanId, uint32 ScanChannels,
                                      byte ScanDuration, byte BeaconOrder,
                                      byte SuperframeOrder,
byte BatteryLifeExtension );
（2） 路由器和终端设备加入网络
    路由器和终端设备启动后，将扫描DEFAULT_CHANLIST指定的频道，如果ZDAPP_CONFIG_PAN_ID没有被定义为0xFFFF,则路由器将强制加入ZDAPP_CONFIG_PAN_ID定义的网络。
发现一个网络可以调用下面的函数
ZStatus_t NLME_NetworkDiscoveryRequest( uint32 ScanChannels, byte scanDuration);
     该函数要求网络层去发现邻居路由器节点，并且应该在进行网络扫描之前调用，扫描的结果由ZDO_NetworkDiscoveryConfirmCB()函数返回。其中：
ScanChannels-----准备扫描的信道号（信道号的范围为11~26，也就是2.4GHz频段有效）
scanDuration--------规定了在新的网开始建立之前，其他网络可能扫描每个信道的时间其长度。
发现网络存在后，就调用下面的函数加入网络
ZStatus_t NLME_OrphanJoinRequest( uint32 ScanChannels, byte ScanDuration );
该函数要求网络层以孤节点的形式加入网络，函数调用的结果由ZDO_JoinConfirmCB()返回。其中：
ScanChannels------准备扫描的信道号
scanDuration--------规定了在新的网开始建立之前，其他网络可能扫描每个信道的时间其长度。
（3） 实际上，ZigBee设备启动时不直接调用上面的三个函数，而是通过调用ZDO_StartDevice（）函数来启动设备。当sapi_Init()函数的最后，调用osal_set_event(task_id,ZB_ENTRY_EVENT);函数，触发ZB_ENTRY_EVENT事件后，ZCD_NV_STARTUP_OPTION被设置为ZCD_STARTOPT_AUTO_START后，在zb_HandleKeys（）函数中，也就是按下SW1键后。会在SAPI_ProcessEvent( byte task_id, UINT16 events )函数中执行下面的语句。
if ( events & ZB_ENTRY_EVENT )
  {
    uint8 startOptions;
    // Give indication to application of device startup
    zb_HandleOsalEvent( ZB_ENTRY_EVENT );

    // LED off cancels HOLD_AUTO_START blink set in the stack
    HalLedSet (HAL_LED_4, HAL_LED_MODE_OFF);

    zb_ReadConfiguration( ZCD_NV_STARTUP_OPTION, sizeof(uint8), &startOptions );
    if ( startOptions & ZCD_STARTOPT_AUTO_START )
    {
      zb_StartRequest();
    }
    else
    {
      // blink leds and wait for external input to config and restart
      HalLedBlink(HAL_LED_2, 0, 50, 500);
    }
    return (events ^ ZB_ENTRY_EVENT );
  }
下面是zb_StartRequest();函数的源代码
void zb_StartRequest()
{
  uint8 logicalType;
  // Start the device
  // start delay = min(NWK_START_DELAY, zgStartDelay) + rand() - only for fresh start, not restore
  if ( zgStartDelay < NWK_START_DELAY )
    zgStartDelay = 0;
  else
    zgStartDelay -= NWK_START_DELAY;

  // check that bad combinations of compile flag definitions and device type
  //读取设备的逻辑设备
  zb_ReadConfiguration( ZCD_NV_LOGICAL_TYPE, sizeof(uint8), &logicalType );
   if (  ( logicalType > ZG_DEVICETYPE_ENDDEVICE ) || ．．．．．．　)//判断设备配置是否正确
   {
     SAPI_SendCback( SAPICB_START_CNF, ZInvalidParameter, 0 );//配置错误
   }
   else
   {
     ZDOInitDevice(zgStartDelay);
   }
  return;
}
    设备打开电源之后，由于还没有形成网络，所以经过设备逻辑类型的判断后，程序会跳转到ZDOInitDevice(zgStartDelay);下面是ZDOInitDevice(zgStartDelay);的程序定义。

uint8 ZDOInitDevice( uint16 startDelay )
{
  ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 
#if defined ( NV_RESTORE )
  // Get Keypad directly to see if a reset nv is needed.
  // Hold down the SW_BYPASS_NV key (defined in OnBoard.h)
  // while booting to skip past NV Restore.
  if ( HalKeyRead() == SW_BYPASS_NV )
    networkStateNV = ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE;
  else
  {
    // Determine if NV should be restored　决定NV是否应该被重新载入
    networkStateNV = ZDApp_ReadNetworkRestoreState();
  }

  if ( networkStateNV == ZDO_INITDEV_RESTORED_NETWORK_STATE )
  {
    networkStateNV = ZDApp_RestoreNetworkState();
  }
  else
  {
    // Wipe out the network state in NV
    NLME_InitNV();//清除NV中的网络状态
    NLME_SetDefaultNV();
  }
#endif
  if ( networkStateNV == ZDO_INITDEV_NEW_NETWORK_STATE )
  {
    ZDAppDetermineDeviceType();
    // 加入网络的时延
    extendedDelay = (uint16)((NWK_START_DELAY + startDelay)
              + (osal_rand() & EXTENDED_JOINING_RANDOM_MASK));
  }

  // Initialize device security 初始化设备的安全属性
  ZDApp_SecInit( networkStateNV );

  // Trigger the network start 开始网络的形成
  ZDApp_NetworkInit( extendedDelay );
  return ( networkStateNV );
}
   其中，ZDApp_NetworkInit( extendedDelay );函数会触发ZDO_NETWORK_INIT事件，其源代码如下：
void ZDApp_NetworkInit( uint16 delay )
{
  if ( delay )
  {
    // Wait awhile before starting the device 一一段时间后启动设备。
    osal_start_timerEx( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT, delay );
  }
  else
  {
    osal_set_event( ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT );
  }
}
    而ZDO_NETWORK_INIT事件的处理函数位于Z-Stack应用层的任务事件处理函数ZDApp_event_loop()中，其代码如下:
UINT16 ZDApp_event_loop( byte task_id, UINT16 events )
{
  ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
  if ( events & ZDO_NETWORK_INIT )
  {
    // Initialize apps and start the network　初始化网络应用程序并启动网络
    devState = DEV_INIT;
    ZDO_StartDevice( (uint8)ZDO_Config_Node_Descriptor.LogicalType, devStartMode,
                     DEFAULT_BEACON_ORDER, DEFAULT_SUPERFRAME_ORDER );
    // Return unprocessed events 返回没有处理的事件
    return (events ^ ZDO_NETWORK_INIT);
  }

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
  return 0;
}
    其实在ZDO_StartDevice()函数中，分别调用了NLME_NetworkFormationRequest(),NLME_NetworkDiscoveryRequest和NLME_OrphanJoinRequest函数。所以它会自动启动设备，并根据类型的不同做相应的工作，用户可以完全不用关心这些工作，而全部交给Z-Stack来完成。
void ZDO_StartDevice( byte logicalType, //设备逻辑类型
                                  devStartModes_t startMode,//启动模式
                                  byte beaconOrder, //信标的时间
byte superframeOrder )//超帧长度
{
  ZStatus_t ret;
  ret = ZUnsupportedMode;

#if defined(ZDO_COORDINATOR)
  if ( logicalType == NODETYPE_COORDINATOR )
  {
    if ( startMode == MODE_HARD )
    {
      devState = DEV_COORD_STARTING;
      ret = NLME_NetworkFormationRequest( zgConfigPANID, zgDefaultChannelList,
                                          zgDefaultStartingScanDuration, beaconOrder,
                                          superframeOrder, false );
    }
   ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

#if !defined ( ZDO_COORDINATOR ) || defined( SOFT_START )
  if ( logicalType == NODETYPE_ROUTER || logicalType == NODETYPE_DEVICE )
  {
    if ( (startMode == MODE_JOIN) || (startMode == MODE_REJOIN) )
    {
      devState = DEV_NWK_DISC;//设置设备的属性

  #if defined( MANAGED_SCAN )
      ZDOManagedScan_Next();
      ret = NLME_NetworkDiscoveryRequest( managedScanChannelMask, BEACON_ORDER_15_MSEC );
  #else
      ret = NLME_NetworkDiscoveryRequest( zgDefaultChannelList, zgDefaultStartingScanDuration );
  #endif
    }
    else if ( startMode == MODE_RESUME )
    {
      if ( logicalType == NODETYPE_ROUTER )
      {
        ZMacScanCnf_t scanCnf;
        devState = DEV_NWK_ORPHAN;

        /* if router and nvram is available, fake successful orphan scan */
        scanCnf.hdr.Status = ZSUCCESS;
        scanCnf.ScanType = ZMAC_ORPHAN_SCAN;
        scanCnf.UnscannedChannels = 0;
        scanCnf.ResultListSize = 0;
        nwk_ScanJoiningOrphan(&scanCnf);

        ret = ZSuccess;
      }
      else
      {
        devState = DEV_NWK_ORPHAN;
        ret = NLME_OrphanJoinRequest( zgDefaultChannelList,
                                      zgDefaultStartingScanDuration );
      }
    }
    else
    {
#if defined( LCD_SUPPORTED )
      HalLcdWriteScreen( "StartDevice ERR", "MODE unknown" );
#endif
    }
  }
#endif  //!ZDO COORDINATOR || SOFT_START

  if ( ret != ZSuccess )
    osal_start_timerEx(ZDAppTaskID, ZDO_NETWORK_INIT, NWK_RETRY_DELAY );
}