Page 1 7/3/2008 北京博讯科技有限公司 Jennic 软件开发人员指南 Jennic 软件开发人员指南 (基于 Jennic JN51XX) 2008.7.1 BOCCN 张宏亮 王少克 Page 2 7/3/2008 北京博讯科技有限公司 Jennic 软件开发人员指南 第一章 基础概念 3 第二章 平台介绍 5 硬件环境 5 软件平台： 8 第三章 快速入门. 10 软件安装 . 10 编译和下载 . 12 WSN 例程的代码解释 . 14 修改代码 . 19 第四章 基于 ZigBee 协议栈进行开发 . 23 第一节 协议栈架构简介。. 23 第二节 ZigBee 协议栈的开发接口 API . 30 第三节 应用框架接口函数. 40 第四节 ZigBee Device Profile API . 47 第五章 基于 802.15.4 协议栈进行开发 . 54 第一节：IEEE 802.15.4 协议栈的架构，接口和中断说明 55 第二节： IEEE 802.15.4 网络的建立过程 . 58 第三节：应用程序的代码框架 62 第六章 外围部件的操作 73 如何实现定时休眠唤醒 . 73 如何使用 SPI 接口 74 如何使用 UART . 74 如何使用 GPIO . 75 第七章 Jennic 参考手册向导 . 77 Software . 77 DataSheet . 77 Hardware 78 User Guide 78 Reference Manual 79 Application Note 80 802.15.4 . 82 Zigbee 82 Jenie 83 AT-Jenie . 83 Page 3 7/3/2008 北京博讯科技有限公司 Jennic 软件开发人员指南 第一章第一章 基础概念基础概念 为了使我们更好的完成 ZigBee 开发技术的学习，首先我们希望通过概念的介绍在 大家的头脑中形成一些统一的概念，这样在我们下面的文档中提到这些概念的时候 我们可以不用再进行解释。 ZigBee “ZigBee”是一个协议的名称，这一协议基于 IEEE 802.15.4 标准，其目的是为 了适用于低功耗， 无线连接的监测和控制系统。 这一协议标准由 ZigBee 联盟维护。 IEEE 802.15.4 标准标准 IEEE802.15.4 是 ZigBee 协议的底层标准， 主要规范了物理层和 MAC 层的协议， 其标准由国际电工学协会 IEEE 组织制定并推广。 2.4G 免费频段免费频段 免费频段，是指各个国家根据各自的实际情况，并考虑尽可能与世界其他国家规定 的一致性，而划分出来的一个频段，专门用于工业，医疗以及科学研究使用的，不 需申请就可以免费使用的频段。我们国家的 2.4G 频段就是这样一个频段。 PAN Personal Area Network 的缩写，用于区别同一 Channel 中，不同的节点群 组，只有属于同一个 PAN 的节点之间才能相互通讯。 Channel 通常翻译成通道， ZigBee 所使用的频率范围从 2400MHz 到 2483.5MHz 共 16 个 通道，同一个网络的设备必须位于同一个通道中。 MAC 地址地址 / Extended Address MAC 地址是网络设备的一个唯一标识码，这一编码具有全球唯一性，由 IEEE 进行 管理。 短地址短地址 / Network Address 当 ZigBee 装置加入一个 PAN 中时，会由上一层父节点分配一个 16 位地址，用于 网络内节点之间的标识和通讯，以减小包的大小。 本页已使用福昕阅读器进行编辑。 福昕软件( C ) 2 0 0 5 - 2 0 0 7 ，版权所有， 仅供试用。 Page 4 7/3/2008 北京博讯科技有限公司 Jennic 软件开发人员指南 Coordinator ZigBee 网络中的一种网络设备的角色定义，用以控制整个 PAN,每一个 PAN 都必 须有一个 Coordinator。在 Zigbee 网络中，Coordinate 的短地址一般是 0X0000。 Router ZigBee 网络中的一种网络设备的角色定义，可以用来采集以及转发数据，延伸 ZigBee 网络的规模，可以实现多跳网络。 End-Device ZigBee 网络中的一种网络设备的角色定义，作为网络的最终端节点，可以实现休 眠与定时唤醒功能，以达到更低的功耗。 Zigbee license 如果基于 Zigbee 协议栈进行开发，则硬件中需要包含有 ZigBee license，在 JN51XX-Z01 系列的模块中，Zigbee license 与 MAC 地址一起存在模块 Flash 中；JN51XX-001 系列模块则不含 license，如果需要基于 Zigbee 开发，则需 要重新写 license。 本页已使用福昕阅读器进行编辑。 福昕软件( C ) 2 0 0 5 - 2 0 0 7 ，版权所有， 仅供试用。 Page 5 7/3/2008 北京博讯科技有限公司 Jennic 软件开发人员指南 第二章第二章 平台介绍平台介绍 硬件环境 JN51XX 模块 JN51XX 模块是英国 Jennic 公司推出的高性能、低功耗的一系列无线 SoC 模块， 主要分为 JN5121 与 JN513X 两个类型，它们完全兼容，封装与管脚也完全一样， 用户能够很容易的在该系列的产品中进行平台移植。JN5139 与 JN5121 相比较， 天线的灵敏度更高，功耗更低，ROM 空间更大，通讯距离更远。 如果你想详细了解 JN51XX 芯片或者模块的管脚与更多详细的细节，请参考我们光 盘中的芯片文档 JN-DS-JN51XX.pdf 这个文档，你也可以从 Jennic 公司网站或 者我们公司的 ftp 上下载(ftp:/ JN51XX-Z01-MXX 模块 JN51XX-Z01 模块是基于 JN51XX 芯片所开发的一系列表帖形式的模块产品。 该系 列模块集成了所有的射频组件和无线微控制器。采用模块进行开发可以大大的减少 开发人员的工作量，缩短产品的开发周期。 这一系列的模块包含下列不同的型号 JN51XX-Z01-M00 内置陶瓷天线 JN51XX-Z01-M01 带有 SMA 天线连接接口 JN51XX-Z01-M02 带有功率放大器和 SMA 天线连接接口 JN51XX-Z01-M03 带有 uFL 天线连接接口 JN51XX-Z01-M04 带有功率放大器和 uFL 天线连接接口 JN5121 系列则不包括 M03 与 M04 模块， 如果您需解关于模块产品的更多细节， 可 以参考光盘中模块产品的说明文档 JN-DS-JN51XXMO，M02 与 MO4 高功率模块使 用时，需要添加高功率库，对于高功率模块的使用与高功率库的添加请参考使用说 明文档： JN-AN-1049-Developing-With-High-Power-Modules-1v3.pdf。 本页已使用福昕阅读器进行编辑。 福昕软件( C ) 2 0 0 5 - 2 0 0 7 ，版权所有， 仅供试用。 Page 6 7/3/2008 北京博讯科技有限公司 Jennic 软件开发人员指南 开发包 基于 Jennic 产品的 ZigBee 开发包有很多种型号， 包括 Jennic 原产的 EK 系列， 和 BOCCN 生产的 DK 系列，您还可以从其他的供货商查到更多的开发包型号，不过 在本手册中我们选择BOCCN 的原产开发包系列中的 JN5121-DK103作为学习的硬 件基础。 如图所示： DK103 开发包 DK103 包含三个传感器板，软件和文档光盘以及两根串口连接线和电池,非常适合 用来开发基于 802.15.4 或者 ZigBee 的应用。 本页已使用福昕阅读器进行编辑。 福昕软件( C ) 2 0 0 5 - 2 0 0 7 ，版权所有， 仅供试用。 Page 7 7/3/2008 北京博讯科技有限公司 Jennic 软件开发人员指南 传感器板 开发板 V3.0 开发包中的主要部件就是传感器板，之所以叫做传感器板是因为每一个板子上都集 成了相应的温湿度一体传感器，这样用户就可以直接利用传感器板进行一些应用的 测试和开发。 传感器板包含的部件如下所介绍： U1:JN51XX 系列 Zigbee 模块 U5:板载温湿度一体传感器 SW1,SW2：可编程按键，对应 DIO 为 DIO9、DIO11 SW3:电池与外供电选择开关 J1: CMOS Program J2: Flash 写保护跳选，编程与运行都跳选到 RUN J3：片选模块内部的 Flash，编程与运行都需要跳选短接 J4：模块所有管脚的引出排线 J5：RS232 编程接口 J6：编程与运行状态选择 本页已使用福昕阅读器进行编辑。 福昕软件( C ) 2 0 0 5 - 2 0 0 7 ，版权所有， 仅供试用。 Page 8 7/3/2008 北京博讯科技有限公司 Jennic 软件开发人员指南 J7：RS485 端电阻 J8：外供电（5-9VDC）以及 485 接口，如图标注 PWR：电源指示灯 LED1,LED2：可编程 LED，分别对应 DIO14、DIO15 在本手册中我们就将使用这一款传感器板进行各种应用的开发和测试。 软件平台： 需要说明的是，在笔者撰写这个文档的时候，Jennic 正在为改进他的软件开发平 台做着巨大的努力， 各种软件都频繁的推出新的版本， 但是为了统一以及便于说明， 不至于对我们的读者造成混乱，我将所有的软件版本都锁定到统一的版本号上。如 果有特殊的需要我将在文档的部分特别的说明。如果没有特别的说明本手册的所 有范例代码都以此处提到的软件版本为准，以下是需要的安装文件以及相应组件说 明。 开发平台：JN-SW-4031-SDK-Toolchain-v1.0.exe 协议栈库：JN-SW-4030-SDK-Libraries-v1.0.exe 产品测试库：JN-SW-4022-Production-Test-API-1v12.exe Codeblocks 这个软件是 Jennic 所提供的代码编辑和编译环境，这个软件和基于 cygwin 的 gcc 编译器进行连接完成代码的编译工作。Codeblocks 是一款开源的 C/C+开 发工具，Jennic 基于这个工具对其进行扩展形成了自己的开发平台，所以您必须 使用从我们网站或者 Jennic 网站下载 codeblocks 才能进行开发。平台是具体 使用请参考光盘中的平台使用说明文档：JN-UG-3028-CodeBlocks-1v7.pdf Flash programmer 1.5.9 这个程序是用来将编译好的代码下载到传感器板中的工具，安装完最新的平台后， 桌面上会有该工具的连接图标，具体使用，请参考光盘中的 Flash-Programmer 使用说明文档： User GuideJN-UG-3007-Flash-Programmer-1v10.pdf Page 9 7/3/2008 北京博讯科技有限公司 Jennic 软件开发人员指南 IEEE 802.15.4 协议栈 如果基于底层 802.15.4 进行开发，需要安装该协议栈。关于 15.4 的开发，请参 考：JN-UG-3024-IEEE802.15.4-1v1.pdf Zigbee stack 1v11 如果基于 Zigbee 的开发，需要安装该协议栈，Zigbee 可以实现星型网络，树状 网络以及 MESH 网络。关于 Zigbee 协议栈，请参考： JN-UG