实验-ZigBee组网实验-ZigBee组网.pdf

实验：ZigBee 基本通信实验 一、 实验目的 1． 了解 ZigBee 协议及其在软件上如何实现。 2． 学习使用 sniffer 嗅探网络节点之间通信数据包并分析数据 包。 3. 学习 Zigbee 网络组网及路由选择。 二、 实验内容 1． 基于 z-stack 协议栈的组网及数据传输。 2． 使用 sniffer 抓取节点之间传输的数据包并分析数据包组 成。 三、 实验设备 1．IAR 开发平台环境 2．ZigBee 开发套件 3．Sniffer 抓包工具（软件和硬件） 实验开发套件的领取注意事项： 1、 每周五上午 1-2 节可到电信 5 号楼东 303A 房间，协同创新 中心找蓝伟涛学长（领取 FPGA 开发板）或电信 1 号楼 515 室找赵曜学长（领取 Zigbee 开发套件）。 2、 每个小组以组长为代表签字领取一套开发套件，并在三周 内归还。请爱护实验套件，归还时确保所有部件完好齐全。 3、 实验中若有问题可在周五上午 1-2 节课时间去上述地址找 两位助教答疑。 四、 实验原理 1，ZigBee 协议概述 ZigBee 作为一种无线通信标准，它是以 IEEE802.15.4 无线通信技 术为基础的一组涉及到网络、安全和应用方面的软件协议。它是一种 短距离、低复杂度、低功耗、地数据传输速率和低成本的双向无线通 信技术。该技术可以应用于超低功耗率损耗的无线网络中，它满足 ISO/OSI 参考模型。其物理层和 MAC 层采用了 IEEE802.15.4 标准； ZigBee 联盟定义了上层部分，包括网络层和应用层。 无线通信网络软件以 z-stack 作为 ZigBee 的协议栈，硬件为基于 CC2530-ZigBee 开发套件。 2 设备类型(Device Types) 在 ZigBee 网络中存在三种逻辑设备类型：Coordinator(协调器)， Router( 路由器) 和 End-Device( 终端设备) 。 ZigBee 网络由一个 Coordinator 以及多个 Router 和多个 End_Device 组成。 在 ZStack-CC2530-2.3.1-1.4.0 中一个设备的类型通常在编译的时 候通过编译选项确定。所有的应用例子都提供独立的项目文件来编译 每一种设备类型。对于协调器，在 Workspace 区域的下拉菜单中选择 CoordinatorEB-Pro；对于路由器，在 Workspace 区域的下拉菜单中选 择 RouterEB-Pro；对于终端设备，在 Workspace 区域的下拉菜单中选 择 EndDeviceEB-Pro。 上图是一个简单的 ZigBee 网络示意图。其中黑色节点为 Coordinator， 红色节点为 Router，白色节点为 End-Device。 2.1 Coordinator(协调器) 协调器负责启动整个网络。它也是网络的第一个设备。协调器选 择一个信道和一个网络 ID(也称之为 PAN ID，即 Personal Area Network ID)，随后启动整个网络。协调器也可以用来协助建立网络中 安全层和应用层的绑定(bindings)。 注意，协调器的角色主要涉及网络的启动和配臵。一旦这些都完 成后，协调器的工作就像一个路由器(或者消失 go away)。由于 ZigBee 网络本身的分布特性，因此接下来整个网络的操作就不在依赖协调器 是否存在。 2.2 Router(路由器) 路由