Zigbee协议栈中文说明.pdf

Zigbee协议栈中文说明 1 .概述 1.1 解析ZigBee堆栈架构 ZigBee堆栈是在IEEE 802.15.4标准基础上建立的，定义了协议的MAC和PHY层。 ZigBee设备应该包括IEEE802.15.4(该标准定义了 RF射频以及与相邻设备之间的通信) 的PHY和MAC层，以及ZigBee堆栈层：网络层(NWK)、应用层和安全服务提供层。图 1-1给出了这些组件的概况。 l.l.l ZigBee 堆栈层 每个ZigBee设备都与一个特定模板有关，可能是公共模板或私有模板。这些模板定义了设 备的应用环境、设备类型以及用于设备间通信的簇。公共模板可以确保不同供应商的设备在 相同应用领域中的互操作性。 设备是 模板定义的，并以应用对象(Application Objects)的形式实现(见图1-1)。每 个应用对象通过一个端点连接到ZigBee堆栈的余下部分，它们都是器件中可寻址的组件 应用层架构 I App Obj 240 府用支持子层(APS) 安 供 务 H全 层 网珞层(NWK) fi 802 15 4 PHY和MAC层 ftllgSAP 望理SAP 府用层 图1-1 zigbe堆栈框架 从应用角度看，通信的本质就是端点到端点的连接(例如，一个带开关组件的设备与带一个 或多个灯组件的远端设备进行通信，目的是将这些灯点亮)。 端点之间的通信是通过称之为簇的数据结构实现的。这些簇是应用对象之间共享信息所需的 全部属性的容器，在特殊应用中使用的簇在模板中有定义。图1-1-2就是设备及其接口的 一个例子： , Devic cType Mandatory Z23 Output: ^Cluster naine Interfaces Input: dust er name ■二 Optional Interfaces 图 1-1-2 每个接口都能接收(用于输入)或发送(用于输出)簇格式的数据。一共有二个特殊的端点，即 端点0和端点255。端点0用于整个ZigBee设备的配置和管理。应用程序可以通过端点 0与ZigBee堆栈的其它层通信，从而实现对这些层的初始化和配置。附属在端点0的对象 被称为ZigBee设备对象(ZDO)。端点255用于向所有端点的广播。端点241到254是 保留端点。 所有端点都使用应用支持子层(APS)提供的服务。APS通过网络层和安全服务提供层与端 点相接，并为数据传送、安全和绑定提供服务，因此能够适配不同但兼容的设备，比如带灯 的开关。 APS使用网络层(NWK)提供的服务。NWK负责设备到设备的通信，并负责网络中设备初 始化所包含的活动、消息路 和网络发现。应用层可以通过ZigBee设备对象(ZDO)对网络 层参数进行配置和访问。 1.1.2 802.15.4 MAC 层 IEEE 802.15.4标准为低速率无线个人域网(LR-WPAN)定义了 OSI模型开始的两层。PHY 层定义了无线射频应该具备的特征，它支持二种不同的射频信号，分别位于2450MHz波 段和868/915MHZ波段。2450MHz波段射频可以提供250kbps的数据速率和16个不 同的信道。868/915MHZ波段中，868MHz支持1个数据速率为20kbps的信道,915MHz 支持10个数据速率为40kbps的信道。 MAC层负责相邻设备间的单跳数据通信。它负责建立与网络的同步，支持关联和去关联以 及MAC层安全：它能提供二个设