Zigbee建网和入网过程实验研讨.doc

6.2 Zigbee建网和入网过程实验 本实验通过Sample App这个例子实现数据在ZigBee网络中的简单传输。要求掌握网络组建及协议分析仪的使用方法。 6.2.1 实验目的与器材 1）实验目的 熟悉zigbee协议的三种设备建网时所担任的角色； 学习Z-Stack2007/PRO协议栈中协调器如何建立网络； 学习Z-Stack2007/PRO协议栈中路由和终端如何加入网络； 学习TI官方提供的抓包工具（Sniffer）的应用及协议分析。 2）实验器材 3个CC2530开发套件（1个协调器模块，2个路由器模块）； 6.2.2 实验原理与步骤 1）硬件介绍 CC2530开发套件如实验一中的硬件介绍，这里就不再陈述。 2）实验原理 1 设备的分类 ZigBee网络只支持两种设备： 1）全功能设备（FFD Full Function Device） 2)精简功能设备（也叫半功能设备 Reduced Function Device） 两者的比较： 其中FFD设备能够提供MAC层的所有服务，可充当任何ZigBee节点，不仅可以接收发送数据，还具有路由功能，因此可以接收子节点；而RFD只能提供部分的MAC层服务，只能充当子节点，只负责将采集到的数据发送给协调器和路由器节点，本身并不具有路由功能，因此不能接收子节点信息，RFD之间的通信只能通过FFD来完成。 ZigBee标准在此基础上定义了三种节点： ZigBee协调器（Coordinator）、ZigBee路由器（Routers）、ZigBee终端（End Device） 2 所使用的设备 所用的ZigBee设备都具有连接网络和断块网路的功能。 ZigBee协调器和路由器都具有以下附加功能： 1)允许设备以如下方式连接网路：  = 1 \* GB3 ① MAC（Medium Access Control）层的连接命令。  = 2 \* GB3 ② 应用层的连接请求 2)允许设备以如下方式断开网络；  = 1 \* GB3 ① MAC层的断开命令  = 2 \* GB3 ② 应用层的断开命令  = 3 \* GB3 ③ 对逻辑网络地址的分配  = 4 \* GB3 ④ 维护邻居设备 3 组建网络 组建一个网状的ZigBee网络包括两个步骤：网络的初始化和节点加入网络；而节点加入网络又有两个步骤：通过协调器加入网络和通过已有节点入网。 网络的初始化 ZigBee网络的建立是由协调器（Coordinator）发起的，任何一个节点想建立一个网络必须满足两个条件：  = 1 \* GB3 ① 节点是FFD节点，具有协调器功能；  = 2 \* GB3 ② 节点还没有和其他网络连接（一个网络中只许有一个协调器） 网络初始化过程如图图6-2-1所示。 图6-2-1 网络初始化流程 网络初始化流程如下： 确定网络协调器。 首先判断节点是否是FFD节点，接着判断次节点是否是其他网络里的网络协调器（通过编程设定其节点属性）。通过主动扫描，发送一个信标请求命令（Beacon request command）,然后还要设置一个扫描期限时间（T_scan_duration），如果在扫描期内没有检测到信标，那么此FFD即可建立自己ZigBee网络，并且作为这个网络的协调器不断产生信标并广播出去。 进行信道扫描。包括能量扫描和主动扫描。 首先对指定的信道或默认的信道进行能量扫描，以避免可能的干扰。为实现能量检测扫描，设备网络层通过发送扫描类型（ScanType）参数设置为能量检测扫描的MLME-SCAN.request原语到MAC层进行信道能量检测扫描扫描结果通过MLME-SCAN.confirm原语返回。当网络层关联实体收到成功的能量检测扫描结果后，将以递增的方式对所测的能量值进行信道排序，并且抛弃那些能量值超出了可允许能量水平的信道，选择可允许能量水平的信道作下一步处理 然后，网络管理实体将通过发送MLME-SCAN.Request原语进行主动扫描，其中该原语的ScanType参数设置为主动扫描。有哪些信誉好的足球投注网站节点通信半径内的网络信息。这些信息以网络信标帧的形式在网络中广播，节点通过主动扫描形势接收这些信标帧，然后根据这些信息，找到一个较好的，相对安静的信道，该信道存在最少的ZigBee网络（最好也没有ZigBee设备）。 3）设置网络ID。找到合适的网络后，协调器将为这个新网络选择一个PAN标识符（PAN ID，取值≦0x3FFF）,这个ID在所使用的信道中必须是唯一的。PAN ID可以通过监听通道内其他网络的ID来选择一个不会冲突的ID的方式来获取，也可以人为的指定。 在ZigBee网络中有两种地址模式：扩展地址或叫做MAC地址（64位）和短地址（1