ZigBee


ZigBee （正體）

ZigBeeTM是一种无线网络协定，主要由ZigBee Alliance制定，底层是采用 IEEE 802.15.4 标准规范的媒体存取层与实体层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支援大量网络节点、支援多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。

目录

缩写与用语解释

  • AF - Application Framework(应用层框架)。
  • APL - Application Layer（应用层）。
  • APS - Application Support sublayer(应用支撑层)。
  • MAC - Medium Access Control layer（媒体存取层）。
  • NIB - Network Information Base（网络资讯库）
  • NWK - Network layer(网络层)。
  • PHY - Physical layer（实体层）。
  • WPAN - Wireless Personal Area Network。为IEEE 802.15族系所规范的一系列无线个人区网标准。
  • ZC - ZigBee Coordinator(ZigBee协调员)。
  • ZDO - ZigBee Device Object(ZigBee设备对象)。
  • ZED - ZigBee End Device(ZigBee终端设备)。
  • ZR - ZigBee Router(ZigBee路由)。

协定层与标准说明

ZigBee协定层从下到上分别为实体层（PHY）、媒体存取层（MAC）、网络层（NWK）、应用层（APL）等。网络装置的角色可分为ZigBee Coordinator、ZigBee Router、ZigBee End Device等三种。支援网络拓扑有Star、Tree、Mesh等三种。

网络层(NWK)

网络层负责以下工作：

  • 加入与离开某个网络
  • 将封包作安全性处理
  • 传送封包到目标节点
  • 找寻并维护节点间的绕径路线
  • 搜寻邻节点
  • 储存相关邻节点资讯

ZigBee Coordinator额外工作：

  • 发起一个网络
  • 设定各项网络参数
  • 分派网络位址并规范网络位址分发原则

NWK Primitives

  • NLDE-DATA
  • NLME-NETWORK-DISCOVERY
  • NLME-NETWORK-FORMATION
  • NLME-PERMIT-JOINING
  • NLME-START-ROUTER
  • NLME-JOIN
  • NLME-DIRECT-JOIN
  • NLME-LEAVE
  • NLME-RESET
  • NLME-SYNC
  • NLME-GET
  • NLME-SET

ZigBee V1.1新增：

  • NLME-ROUTE-ERROR
  • NLME-ROUTE-DISCOVERY

应用层(APL)

  • ZigBee应用层包含应用程式支援子层（APS）、应用程式框架（AF）、ZigBee装置管控物件（ZDO）与各厂商定义的应用程式物件。
  • APS次层提供网络层与应用层之间的接口，维持物件之间的连结表（binding table），并在连结的装置之间传递讯息，它也维持了一个 APS 资讯库（APS Information Base, AIB）。
  • ZDO的功能包括起始应用程式支援子层、网络层以及安全服务等。

应用程式支援子层(APS)

APS子层是负责上层应用程式物件与下层网络层的协调。其工作有：

  • 维护Binding表，这是用来配对两网络节点间所需服务的对应表。
  • 转发已配对装置间的讯息。
  • 处理64位元IEEE位址与16位元NWK位址间的对应。

ZigBee V1.1新增：

  • 群播位址定义，移除与过滤群播讯息。

APS Primitives
  • APSDE-Data
  • APSME-BIND
  • APSME-GET
  • APSME-SET
  • APSME-UNBIND
  • APEME-ESTABLISH-KEY
  • APSME-TRANSPORT-KEY
  • APSME-UPDATE-DEVICE
  • APSME-REMOVE-DEVICE
  • APSME-REQUEST-KEY
  • APSME-SWITCH-KEY

ZigBee V1.1新增

  • APSME-ADD-GROUP
  • APSME-REMOVE-GROUP
  • APSME-REMOVE-ALL-GROUPS

ZigBee装置管制物件(ZigBee Device Object, ZDO)

ZDO可视为应用程式物件之一，所不同的是ZDO专门负责整体系统的管理事务，Endpoint 0 只能且必定由ZDO使用，每个节点都一定有此物件。负责工作有：

  • 定义或调整本身装置在网络上的角色（ZC、ZR或ZED）。
  • 建构上层应用所需的资讯、发出或回应连结的要求。
  • 搜寻并探知其他网络节点可用的应用程式服务。
  • 起始与回应配对要求。
  • 建立两网络节点间的安全性关系。

版本

ZigBee V1.0

这是第一个ZigBee标准公开版，于2005年6月开放下载，文件内记载公布时间为June 27, 2005，内部文件编号为053474r06。

ZigBee V1.1

第二个ZigBee标准公开版，于2007年1月开放下载，文件内记载公布时间为December 1, 2006，内部文件编号为053474r13。又称为ZigBee 2006。

ZigBee V1.2

第三个ZigBee标准公开版，于2008年1月开放下载，文件内记载公布时间为January 17, 2008，内部文件编号为053474r17。又称为ZigBee Pro、ZigBee 2007。


整理

资讯库(Information Base)

ZigBee某些层有资讯库储存该层所需资讯，共有以下几种：

  • MAC资讯库（MIB）
  • NWK资讯库（NIB）
  • APS资讯库（AIB）

Profile

ZigBee所定义的Profile有两种：

  • Application Pro�：针对各种不同应用情境所定义出的概略行为蓝图，如Home Control Lighting(HCL)和Home Automation(HA)。一般所称的Profile通常是指此种Profile。
  • Stack Pro�：主要规定通用性的网络参数，如Network Specific、Home Controls(HC)、Building Automation(BA)、Plant Control等Stack Profile。

原则上Application Profile中会说明可采用何种Stack Profile来作为基础网络建构方案，如HCL中即采用HC作为网络建构方案。

各层寻址

  • MAC：可采用64位元IEEE位址或16位元NWK位址。
  • NWK：16位元NWK位址。
  • APS：8位元Endpoint号码。

外部链接

性





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