Zigbee建网和入网过程实验.doc

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1、6.2Zigbee建网和入网过程实验本实验通过SampleApp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u熟悉zigbee协议的三种设备建网时所担任的角色；u学习Z-Stack2007/PRO协议栈中协调器如何建立网络；u学习Z-Stack2007/PRO协议栈中路由和终端如何加入网络；u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u3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CC

2、2530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（FFDFullFunctionDevice）2)精简功能设备（也叫半功能设备ReducedFunctionDevice）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

3、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（EndDevice）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：①MAC（MediumAccessControl）层的连接命令。②应用层的连接请求2)允许设备以如下方式断开网络；①MAC层的断开命令②应用层的断开命令③对逻辑网络地址的分配④维护邻居设备3组建网络组建一个网状的ZigBe

4、e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。1）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节点是FFD节点，具有协调器功能；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：1）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

5、送一个信标请求命令（Beaconrequestcommand）,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。1）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.confi

6、rm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。搜索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。

7、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（PANID，取值≦0x3FFF）,这个ID在所使用的信道中必须是唯一的。PANID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（16位），其中扩展地址由IEEE组织分配，用于唯一的设备标识；短地址用于本地网络中的设备标识，在一个网络中，每个设备的短地址必须唯一，当节点加入网络时由其父节点分配并通过使用短地址进行通信。对于协调器来说，短地址通常设定为0X0000；网络

8、初始化包括两方面的内容：确定初始化参数和选定参数配置到节点中。节点需要初始化的参数如下：操作信道LogicChannel、PANID、节点自身短地址m