ZigBee各层简介

CC2530可以配备TI的一个标准兼容或专有的网络协议栈(RemoTI,Z-Stack,或SimpliciTI)来简化开发。

Z-Stack核心部分的代码都是编译好的,以库文件的形式给出的,比如安全模块,路由模块,和Mesh自组网模块。

ZigBee协议栈建立在IEEE 802.15 4的PHY层和MAC子层规范之上。它实现了网络层(networklayer,NWK)和应用层(applicationlayer,APL(APS+ZDO))。在应用层内提供了应用支持子层(application support sub—layer,APS)和ZigBee设备对象(ZigBee Device Object,ZDO)。应用框架(AF)中则加入了用户自定义的应用对象。

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。

数据链路层(MAC)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层功能:

1)网络协调器产生信标(Beacon);

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)

网络层是ZigBee协议栈的核心部分。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。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)

应用层包括应用支持层(APS)、ZigBee设备对象(ZDO)和制造商(Vendor)所定义的应用对象。

应用支持层APS的功能包括:维持绑定表、在绑定的设备之间传送消息。

ZigBee设备对象ZDO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。实现这些功能,ZDO使用APS层的APSDE-SAP和网络层的NLME-SAP。ZDO是特殊的应用对象,它在端点(entire)0上实现。远程设备通过ZDO请求描述符信息,接收到这些请求时,ZDO会调用配臵对象获取相应描述符值。

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)

应用程序框架运行在ZigBee协议栈上的应用程序实际上就是工程师自定义的应用对象,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)。

注:本文内容整理自网络。

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