zigbee基础知识

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1、-ZigBee基础知识一、ZigBee特点ZigBee技术是一种新兴的短距离、低功耗、低成本、低数据传输率的无线通信技术。它的主要特点如下：1)低功耗：在低功耗待机模式下，两节普通5号干电池可使用6~24个月。2)低速率：数据传输速率只有10kb/s~250kb/s，专注于低速数据传输应用。3)低成本：因为ZigBee数据传输速率低，协议简单，降低了对通信控制器的要求，所以大大降低了成本。4)短距离：传输距离一般介于10~100m之间，在增加RF发射功率后，亦可增加到1~3km。这指的是相邻节点间的距离，如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。--5)短时延：Zigbe

2、e节点连接进入网络只需的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需30ms，进一步节省了电能。15ms，--6)容量大：Zigbee可采用星状、簇状和网状网络结构，一个主节点可管理--254个子节点，同时主节点还可由上一层网络节点管理，这样可组成65000多个--节点。--7)安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，采用AES-128加密算--法，各个应用可灵活确定其安全属性。8)工作频段灵活：使用的频段分别为全球的2.4GHzISM频段(16个信道)、欧洲的868MHz频段(1个信道)，以及美国的915MHz频段(10个信道)，均为免执照频段。二、ZigB

3、ee工作频率表1ZigBee工作频率表频带频段类型使用范围数据传输速率信道数2.4GHzISM全球250Kb/s16915MHzISM美国40Kb/s10868MHzISM欧洲20Kb/s1三、ZigBee的设备类型ZigBee网络支持两种功能类型的网络节点：全功能器件(FullFunctionDevice,--FFD)和精简功能器件(ReduceFunctionDevice，RFD)。全功能器件拥有完整的协议功能，在网络中可以作为协调器(Coordinator)，路由器(Router)和普通节点(Device)；而精简功能器件旨在实现最简单的协议功能而设计，只能作为普通节点存在于

4、网络中。全功能器件可以与精简功能器件或其他的全功能器件通信，而精简功能器件只能与全功能器件通信，精简功能器件之间不能直接通信。四、ZigBee网络节点类型ZigBee网络包含三种节点类型：ZigBee协调器(ZigBeeCoordinator，ZC)、ZigBee路由器(ZigBeeRouter，ZR)和终端设备(ZigBeeEndDevice，ZED)。协调器只能是全功能器件FFD。一个PAN的网络中，至少要有一个全功能器件作为网络的协调器，它可以看作是一个PAN的网关节点(SINK节点)。它是网络建立的起点，负责PAN网络的初始化，确定PAN的ID号和PAN操作的物理信道并统筹

5、短地址分配，充当信任中心和储存安全密钥，与其他网络的连接等。在任何一个拓扑网络上，所有设备都有一个唯一的64位IEEE长地址，该地址可以在PAN中用于直接通信。协调器在加入网络之后获得一定的短地址空间，在这个空间内，他有能力允许其他节点加入网络，并分配16位短地址给节点。因此在设备发起连接时采用的是64位IEEE长地址，只有连接成功后，系统分配了PAN的标志符后，才能采用16位的短地址来通信。路由器可以只运行一个存放有路由协议的精简协议栈，负责网络数据的路由，实现数据中转功能。在网络中最基本的节点就是终端节点ZED，一个终端节点可以是全功能器件FFD或者是精简功能器件RFD。Zig

6、bee网络拓扑结构比较流行的有三种：星型网络(Star)、簇状型网络(Cluster)、网状型网络(Mesh)。五、ZigBee协议通信原语在分层的通信协议中，层与层之间是通过服务接入点(ServiceAccessPoint，SAP)相连接的。每一层都可以通过本层与下一层的SAP调用下层所提供的服务，同时通过与上一层的SAP为上层提供相应服务。SAP是层与层之间的唯一接口，而具体的服务是以通信原语的形式供上层调用的。在调用下层服务时，只需要遵循统一的原语规范，并不需要去了解如何处理原语。这样就做到了数据层与层之--间的透明传输。层与层之间的通信原语可分为以下四种，它们之间的关系如图

7、5-1所示：5-1ZigBee协议通信原语Request：请求原语，用于上层向本层请求指定的服务。Confirm：确认原语，用于本层响应上层发出的请求原语。Indication：指示原语，用于本层向上层指示本层的某一内部事件。Response：响应原语，用于上层响应本层发出的指示原语。本文中原语遵循了“SAP名称-原语功能.原语类型”的书写规则，如"MLME-ASSOCIATE.request表”示MLME-SAP上提供的关联请求原语。六、ZigBee协议栈框架6.1