【Zigbee】ZigBee中Profile(规范),Cluster（簇）的认识

我对profile, cluster的一点认识

参考资料

1.TI官方资料

2.飞比论坛http://bbs.feibit.com/thread-2618-1-2.html

3.ZigBee无线传感器网络设计与实现.王小强等著.化学工业出版社

引言

在zigbee规范中，引入了profile, cluster的概念。profile和cluster的翻译没有统一的标准，这里暂时定为规范和簇。个人认为，ZigBee引入profile，cluster的概念，是为了统一应用，使不同厂家、不同设计者的产品可以兼容使用。

Profile说明

ZigBee网络进行数据传输都是建立在应用规范的基础上。规范profile可以理解成一套规定，每个应用应该是对应一个profile ID，每个profile ID可以应用于某项具体的应用，例如自动家居、楼宇自动化等。。

ZigBee联盟已经规定了profile的使用，整个应用规范可以分为公共规范（Public profile）和制造商规范（Manufacturer Specific profile）。公共规范的ID号为：0x0000-0x7FFF，制造商的为：0xBF00-0xFFFF。

其中公共规范已经规定了常见的各种应用，以下是摘录的部分公共规范。

Profile ID	Profile Name	应用名称（翻译）
0101	Industial Plant Monitoring(IPM)	工业用植物检测
0104	Home Automation(HA)	家居自动化
0105	Commercial Building Automation(CBA)	商业楼宇自动化
0107	Telecom Applications(TA)	电信应用
0108	Personal Home&hospital Care(PHHC)	个人家庭医院护理
0109	Advanced Metering Initiative(AMI)	先进的计量倡议？？

比如home automation public profile就规定了智能家居都要做什么，当然用户也可以规定一个自己的profile。

     协议栈本身也有一个profile,就是Zigbee Device Profile,也就是ZDP了，这里规范了一个zigbee节点都要具备那些功能，比如路由能力啊，网络发现能力啊，各个协议层都要做什么啊。——摘抄

Cluster说明

ZigBee在一个profile的规范下，又提出了cluster的概念。

综合profile和cluster，可以这样理解，一个具体的应用（例如智能家居系统）有大量细节上的小规范（例如电灯的控制：开灯、关灯等），这个规范即成为簇（cluster）。

举例说明，home automation 的public profile已经规定了调光器应该有哪些cluster，如：Color Control Cluster，Ballast Configuration Cluster 等。不同的cluster有不同的命令：

/*****************************************/
/* Color Control Cluster Commands   */
/*****************************************/
#define COMMAND_LIGHTING_MOVE_TO_HUE     				0x00
#define COMMAND_LIGHTING_MOVE_HUE              				0x01
#define COMMAND_LIGHTING_STEP_HUE                  			0x02
#define COMMAND_LIGHTING_MOVE_TO_SATURATION         			0x03
#define COMMAND_LIGHTING_MOVE_SATURATION          			0x04
#define COMMAND_LIGHTING_STEP_SATURATION            			0x05
#define COMMAND_LIGHTING_MOVE_TO_HUE_AND_SATURATION   			0x06
#define COMMAND_LIGHTING_MOVE_TO_COLOR               			0x07
#define COMMAND_LIGHTING_MOVE_COLOR                  			0x08
#define COMMAND_LIGHTING_STEP_COLOR                  			0x09
#define COMMAND_LIGHTING_MOVE_TO_COLOR_TEMPERATURE      		0x0a

除了命令之外，每一个cluster还会定义一些属性，比如color control cluster有一下属性：

#define ATTRID_LIGHTING_COLOR_CONTROL_CURRENT_HUE    		0x0000
#define ATTRID_LIGHTING_COLOR_CONTROL_CURRENT_SATURATION   	0x0001
#define ATTRID_LIGHTING_COLOR_CONTROL_REMAINING_TIME           	0x0002
#define ATTRID_LIGHTING_COLOR_CONTROL_CURRENT_X                	0x0003
#define ATTRID_LIGHTING_COLOR_CONTROL_CURRENT_Y         	0x0004
#define ATTRID_LIGHTING_COLOR_CONTROL_DRIFT_COMPENSATION    	0x0005
#define ATTRID_LIGHTING_COLOR_CONTROL_COMPENSATION_TEXT     	0x0006
#define ATTRID_LIGHTING_COLOR_CONTROL_COLOR_TEMPERATURE    	0x0007
#define ATTRID_LIGHTING_COLOR_CONTROL_COLOR_MODE        	0x0008

而Ballast Configuration Cluster 则有一下属性：

// Ballast Information attribute set
#define ATTRID_LIGHTING_BALLAST_CONFIG_PHYSICAL_MIN_LEVEL 	0x0000
#define ATTRID_LIGHTING_BALLAST_CONFIG_PHYSICAL_MAX_LEVEL 	0x0001
#define ATTRID_LIGHTING_BALLAST_BALLAST_STATUS             	0x0002

这些属性反映了这个cluster下设备的状态，可以通过读写这些属性来改变其值。
总结说来，Profile规范了应该包括哪些cluster,一个cluster会有一个ID，在一个cluster下又会有很多command，也会有很多attibute,在一个cluster下面command 和attribute的ID要唯一，不同的cluster下可以重复，不同的profile下clusterID也可以重复。

ZCL的使用

       ——该段是直接摘抄
       假设我们要控制一个LED，有一个远程节点（发命令控制led ），一个本地节点（接受命令并真正的让led 亮起来)，那么如果引入ZCL的概念，你可以设置这个操作led 的事情是一个cluster，其下包含三个命令，一个open，一个close，一个read attribute，灯还有一个attribute，那就是当前的status，远程节点可以用ZCL的函数发open和close命令，也可以随时发一个read attibute命令读取本地节点led 的状态。这么做的好处是不需要再自己设计一个规定（比如：一个数据包的第几个字节表示什么。。。），而是直接调用ZCL即可实现，这对于command和attribute数量很少的应用不见得有多大好处，但是当command和attribute数量很多的时候，引入ZCL会让事情变得简单。
再延伸一点儿，zigbee联盟在协议栈之外又增加了一部分操作cluster的函数，那就是zigbee cluster library,(ZCL)，这里边已经以源代码的形式提供了操作联盟规范的那些public profile下的函数，主要功能包括一些command的transmit,response,indicate以及confirm等，还有读写attribute的一些操作函数。所以在理解了ZCL的工作机制基础上，通过调用ZCL的函数实际上会让应用程序设计变得简单（但是学习ZCL倒是很麻烦）。