基于嵌入式ARM-Linux無(wú)線ZigBee協(xié)調(diào)器驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
加入技術(shù)交流群
Linux的輸入輸出設(shè)備分為字符設(shè)備、塊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備三類。字符設(shè)備是發(fā)送和接收都按照字符方式進(jìn)行。塊設(shè)備則是傳輸固定大小的數(shù)據(jù)給設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備則是通過(guò)BSD套接口訪問(wèn)設(shè)備。驅(qū)動(dòng)程序一般以模塊方式編寫，加載和卸載主要由module_init()和module_exit()完成[2]。
(1)模塊加載和卸載
模塊需要入口函數(shù)module_init(zigbee_init)的實(shí)現(xiàn)代碼如下：
int __init zigbee_init(void)
{
if(zigbee_major){
dev=MKDEV(zigbee_major，zigbee_minor)；
result=register_chrdev_region(ev，1，“zigbee”)；
}else{
result=alloc_chrdev_region(dev，zigbee_minor，1，
“zigbee”)；
……
zigbee_major=MAJOR(dev)；
……
}
cdev=cdev_alloc()；
cdev->ops=zigbee_fops；
rc=cdev_add(cdev，dev，1)；
……；
return 0
}
module_exit(zigbee_exit)
{
cdev_dev(cdev)；
return 0
}
在不同的系統(tǒng)中，同一設(shè)備的設(shè)備號(hào)不盡相同，如果靜態(tài)設(shè)置設(shè)備號(hào)，則在換另外的平臺(tái)時(shí)，設(shè)備號(hào)有可能沖突，所以動(dòng)態(tài)分配是最佳選擇。
(2)模塊驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)
注冊(cè)設(shè)備編號(hào)后要將設(shè)備驅(qū)動(dòng)與之連接，因此必須用file_operation結(jié)構(gòu)建立鏈接，并建立中斷通知相關(guān)數(shù)據(jù)。其實(shí)現(xiàn)代碼如下：
Struct file_operation zigbee_fops={
.owner=THIS_MODULE，
.open=zigbee_open，
.read=zigbee_read，
.write=zigbee_write，
.ioctl=.zigbee_ioctl，
.relese=zigbee_release，
}
當(dāng)上層應(yīng)用調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，驅(qū)動(dòng)程序需要完成以下功能：
?、俪跏蓟O(shè)備。S3C2410與下層ZigBee CC2430連接管腳處于工作狀態(tài)，注冊(cè)并使能中斷。
?、诎凑語(yǔ)igBee協(xié)議規(guī)則構(gòu)建數(shù)據(jù)包并發(fā)送給CC2430，實(shí)現(xiàn)不同控制命令，使芯片完成數(shù)據(jù)發(fā)送和狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換。
③當(dāng)下位機(jī)接收到的數(shù)據(jù)與協(xié)議包格式不符時(shí)，產(chǎn)生中斷，用戶須重新發(fā)送數(shù)據(jù)。
其實(shí)現(xiàn)代碼如下：
Int zigbee_open(struct inode *inode， struct file *filp)
{
Rc=request_irq(IRQ_EINT0，zigbee_interrupt， SA_INTERRUPT，“zigbee”，NULL)；
Enable_irq()；
…
Set_io()； //初始化I/O
…
}
用戶發(fā)送數(shù)據(jù)通過(guò)ssize_t zigbee_write(struct file *filp，const char __usr *buf， ssize_t count，loff_t *f_ops)傳到內(nèi)核空間，然后調(diào)用構(gòu)建數(shù)據(jù)包函數(shù)把數(shù)據(jù)打包發(fā)送出去。
用戶控制下層命令，實(shí)現(xiàn)代碼如下：
int zigbee_ioctl(struct inode *inode， struct file *filp， unsigned int cmd， unsigned long arg)
{
Switch(cmd)
Case A：
Set_state()； //設(shè)置設(shè)備類型
Case B：
Set_restart()；
Case C：
Set_start()；
Case D：
Set_printf()；//輸出網(wǎng)絡(luò)地址信息
}
Static zigbee_interrupt(int irq， void *dev_id)
{
Flag=1；
Set_restart()；
Outb(buf， add)；
Return IRQ_HANDLED；
}
除實(shí)現(xiàn)以上函數(shù)外，還需要實(shí)現(xiàn)zigbee_relese(struct inode*inode， struct file*filp)，釋放程序運(yùn)行中所有資源。
本文通過(guò)上位機(jī)處理器ARM9CS3C2410，設(shè)計(jì)了ZigBee內(nèi)核字符驅(qū)動(dòng)，輕松地實(shí)現(xiàn)了對(duì)下位機(jī)的控制，也方便了用戶的上層開(kāi)發(fā)，提供了用戶與下位機(jī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?，避免了用串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)程序設(shè)計(jì)的繁瑣性。由于篇幅限制本文沒(méi)給出控制下層模塊命令的具體實(shí)現(xiàn)代碼。希望通過(guò)本文能促進(jìn)ZigBee協(xié)調(diào)器驅(qū)動(dòng)的進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)和研究。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊帆，廖桂平，李錦衛(wèi)，等．無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在農(nóng)田環(huán)境信息監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2008(3)：20-23.
[2] 甘勇，王華，常亞軍，等.基于ARM平臺(tái)的ZigBee網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)[J].通信技術(shù)，2009，42(1)：199-201.
[3] 魏守包，唐慧強(qiáng)．基于嵌入式ARM-uClinux的ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù)與傳感器，2009(1)：62-64.
[4] 包長(zhǎng)春，石瑞珍，馬玉泉.基于ZigBee技術(shù)的農(nóng)業(yè)設(shè)施測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2007，23(8)：160~163.
linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）
評(píng)論