1、1ZigBee技术概述董大城2ZigBee的概念ZigBee是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。主要用于近距离无线连接。它依据IEEE802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。ZigBee无线网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立。因此它具备简单、方便、稳定和低成本等特点。314.1.1802.15.4和ZigBee区别l802.15.4是IEEE组织制定的低速率、无线个人局域网标准，定义了物理层和节制访问控制层，目标是为在个人操作空间内相互通信的无线通信设备提供标准，旨在为个人或者家庭范围内不同设备之间低速互连提
2、供统一标准。lZigBee标准是在IEEE802.15.4标准的基础上发展而来的，旨在确定不同应用制造商之间共享一套标准。4ZigBee协议国际电子电机工程协会（IEEE）所制订的802.15.4标准，定义了物理层（PHYLayer）及媒体存取层（MediaAccessControlLayer；MACLayer）。ZigBee依靠7层OSI开放系统互连参考模型来建立。该标准的协议框架结构如右图所示；在802.15.4基础上还定义了网络层和应用层。5ZigBee协议1、物理层、物理层定义了无线信道和MAC子层之间的接口，提供了物理层数据服务和管理服务。物理层数据服务从
5、。10ZigBee协议栈中的术语l属性(Attribute)Attribute是一个反映物理数量或状态的数据实体，比如开关值（On/Off）,温度值、百分比等，通过命令可以传递给其他设备。l簇(Cluster)Cluster是使用属性的命令结构体中的一个或多个属性的容器。l终端(EndPoint)EndPoint是协议栈应用层的入口，它是为实现一个设备描述而定义的一组群集。每个ZigBee设备可以最多支持240这样的端点，这也意味着在每个设备上可以定义240个应用对象。端点0被保留用于与ZDO接口而端点255被保留用于广播，端点241-254则被保留用于将来做扩展使用。11ZigBee
6、协议栈中的术语l绑定(Binding)ZigBee定义了一个称为端点绑定的特殊过程。绑定即在源节点的某个端点（EndPoint）和目标节点的某个端点之间创建一条逻辑链路。绑定允许应用程序发送一个数据包而不需要知道目标地址。APS层从它的绑定表中确定目标地址，然后将数据继续向目标应用或者目标组发送。12ZigBee的网络拓扑结构13网络设备类型lZigBee网络中有三种设备类型：协调器、路由器以及终端设备。终端设备路由器协调器14ZigBee基本概念l设备类型:lCoordinator(协调器)协调器负责启动整个网络。它也是网络的第一个设备。协调器选择一个信道和一个网络ID(也称之为
7、PANID，即PersonalAreaNetworkID)，随后启动整个网络。lRouter(路由器)路由器的功能主要是：允许其他设备加入网络，多跳路由和协助它自己的由电池供电的儿子终端设备的通讯。lEnd-Device(终端设备)终端设备没有特定的维持网络结构的责任，它可以睡眠或者唤醒，因此它可以可以是一个电池供电设备。15网络拓扑结构lZigBee网络中有三种类型的拓扑结构：星型、簇树形以及网状。星型结构树型结构网型结构路由器终端设备协调器16ZigBee基本概念l这三种类型都包含一个协调器节点和一系列终端设备节点。l星形：星形拓扑结构是最简单的一种拓扑形式，每个终端设
9、存中，大幅增加协调器RAM的需求。18ZigBee网络路由的实现1、ZigBee路由基本算法ZigBee网络的协调器与路由器通常支持以下路由操作。l（1）在路由查找及修补时，使用ZigBee路径损耗度量。l（2）维护路由表以记录最佳的可利用路径。l（3）为应用层初始化路由查找。l（4）为其他路由器初始化路由查找。l（5）初始化端到端路由修补。l（6）为其他路由器初始化本地路由修补。19ZigBee网络路由的实现2、路由方式、路由方式路由的设定通常有以下3种模式。l（1）禁止路由发现（Suppress）。是，数据包指向该路由器。网络路由器存在否否，数据包沿着树形推进。l（2）