Zigbee学习第四天-1——Zigbee协议的体系结构

完成三个实验后,终于到了Zigbee协议的学习了,挑战很大,继续BAXIA!!嚯嚯,先了解下Zigbee的整体架构吧!

1、Zigbee协议体系结构


Zigbee学习第四天-1——Zigbee协议的体系结构

看了Zigbee的体系结构,联想到TCP/IP的体系结构,觉得似乎每个协议都是由OSI七层协议演化而来的,由图可以看出IEEE802.15.4定义了物理层和MAC层,而Zigbee联盟定义了网络层、应用层技术规范,每一层为其上层提供特定的服务:即由数据服务实体提供数据传输服务;管理实体提供所有的其他管理服务。每个服务实体通过相应的服务接入点(SAP)为其上层提供一个接口,每个服务接入点通过服务原语来完成所对应的功能。各层介绍如下,C+V很是方便,嘿嘿

物理层(PHY

物理层定义了物理无线信道和MAC 子层之间的接口,提供物理层数据服务和物理层管

理服务。­物理层数据服务从无线物理信道上收发数据。­物理管理服务维护一个由物理层相关数据组成的数据库。

物理层功能

1)ZigBee 的激活;

2)当前信道的能量检测;

3)接收链路服务质量信息;

4)ZigBee 信道接入方式;

5)信道频率选择;

6)数据传输和接收。

MAC

MAC 层负责处理所有的物理无线信道访问,并产生网络信号、同步信号;支持PAN 连接和分离,提供两个对等MAC 实体之间可靠的链路。_MAC 层数据服务:保证MAC 协议数据单元在物理层数据服务中正确收发。MAC 层管理服务:维护一个存储MAC 子层协议状态相关信息的数据库。

MAC 层功能

1)网络协调器产生信标;

2)与信标同步;

3)支持PAN(个域网)链路的建立和断开;

4)为设备的安全性提供支持;

5)信道接入方式采用免冲突载波检测多址接入(CSMA-CA)机制;

6)处理和维护保护时隙(GTS)机制;

7)在两个对等的MAC 实体之间提供一个可靠的通信链路。

网络层(NWK)

ZigBee 协议栈的核心部分在网络层。网络层主要实现节点加入或离开网络、接收或抛弃其他节点、路由查找及传送数据等功能,支持Cluster-Tree 等多种路由算法,支持星形(Star)、树形(Cluster-Tree)、网格(Mesh)等多种拓扑结构。

网络层功能:

1)网络发现;

2)网络形成;

3)允许设备连接;

4)路由器初始化;

5)设备同网络连接;

6)直接将设备同网络连接;

7)断开网络连接;

8)重新复位设备;

9)接收机同步;

10)信息库维护。

应用层(APL)

ZigBee 应用层框架包括应用支持层(APS)、ZigBee设备对象(ZDO)和制造商所定义的应用对象。应用支持层的功能包括:维持绑定表、在绑定的设备之间传送消息。所谓绑定就是基于两台设备的服务和需求将它们匹配地连接起来。

ZigBee 设备对象的功能包括:定义设备在网络中的角色(如ZigBee协调器和终端设备),发起和响应绑定请求,在网络设备之间建立安全机制。ZigBee设备对象还负责发现网络中的设备,并且决定向他们提供何种应用服务。ZigBee应用层除了提供一些必要函数以及为网络层提供合适的服务接口外,一个重要的功能是应用者可在这层定义自己的应用对象。

应用程序框架(AF):

运行在ZigBee协议栈上的应用程序实际上就是厂商自定义的应用对象,并且遵循规范(profile)运行在端点1~240上。在ZigBee应用中,提供2种标准服务类型:键值对(KVP)或报文(MSG)

ZigBee设备对象(ZDO):

远程设备通过ZDO请求描述符信息,接收到这些请求时,ZDO会调用配置对象获取相应描述符值。另外,ZDO提供绑定服务。

2、ZigBee 节点类型三种

ZigBee 协调者---coord 为协调者节点

a) 每个ZigBee 网络必须有一个

b) 初始化网络信息.

ZigBee 路由器---router 为路由节点

a) 路由信息

ZigBee 终端节点---rfd 为终端节点

a) 没有路由功能–低价格

  

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