OTA设计思路

什么是 Zigbee 协议？

Zigbee 技术是一种连接距离短、功耗低、复杂程度低、数据传输量低的无线通信技术，其命名灵感源自于蜜蜂在群体中的信息传输。它主要通过网关与互联网进行通信，并嵌入各种智能设备，最终实现自动控制和远程控制。

同一个 Zigbee 网络内的设备之间也可以直接发送消息，在网络离线时实现本地控制。例如：照明遥控器和照明设备，窗帘遥控器和窗帘电机等，可以脱离网关使用。

一、Zigbee 开发框架简介

为了给开发者提供简单易用、接口统一的开发环境，涂鸦重磅推出 TuyaOS Zigbee 子设备开发框架，它是属于 TuyaOS 系统的一个子集，该框架基于业务包的概念所设计，提供了产品级的能力，同时高度封装 Zigbee 协议栈。这意味着开发者无需关心具体的实现原理，使用业务接口即可快速开发 Zigbee 产品。

基于涂鸦提供标准的 API 开发，开发者可以在不同平台之间实现应用代码的无缝移植，从而加速产品落地。本开发框架提供了路由设备（Router）和终端设备（End Device）两种 Zigbee 3.0 标准设备类型的开发，接下来为大家具体介绍下。

二、重点功能介绍

1、设备配网方式更丰富

一个 Zigbee 设备要想加入到另一个 Zigbee 网络中进行数据交互，必须先进行配网操作。而 Zigbee 设备的入网流程，大体包括：发现网关---请求关联---交换密钥---更新链接密钥。

针对设备使用场景的不同，涂鸦 Zigbee 子设备框架还提供了多种设备配网方案：

• 普通配网

最常见的就是用户在设备上进行操作后（设备上电、按键），触发子设备进入配网状态，开始进行扫网，在发现网关后自动进入后续流程。

• 扫码配网

在某些施工场景下，施工人员无法直接对子设备进行操作。针对这类场景，该框架提供了扫码配网的方案。

即用户可以通过 App 扫描子设备上的二维码，然后通知网关开启配网，并主动搜寻 Zigbee 子设备。一旦搜寻到子设备，就与其进行数据交互，协助子设备入网。

• TouchLink

TouchLink 字面意思即接触式连接，是 Zigbee 3.0 标准中 ZLL（Zigbee Light Link）协议定义的一种组网方式。早期主要用于照明场景，之后逐步演化为一种标准的配网方式。

Touchlink 其实是一种近距离组网方式：一个设备被定义为发起者（Initiator），另一个设备被定义为目标者（Target）。发起者和目标者直接建立连接，全程都无需网关和 App 参与，配网速度更快更便捷。

①发起者的职责是扫描目标设备。通常情况下终端设备（End Device）会被定义成发起者。

②目标者的职责是等待附近发起者的扫描请求。通常情况下，路由设备（Router）会被定义成目标者，在配置时主要存在以下两种情况：

---若得知发起者不存在网络，则目标者需要建立一个新的网络；

---若得知发起者有网络，则目标者自动加入发起者的网络。

框架支持 ZLL 发起者角色开发，也支持目标者角色开发。且支持配置 TouchLink 时的信号强度，以调整 TouchLink 时两个设备之间的最大距离。

举个例子：照明遥控器其实相当于是发起者角色，灯具相当于是目标者角色，通过 App 就能实时控制灯具状态。

戳视频，可了解最后实际照明产品效果：

，时长01:10

2、OTA时间更短

OTA 即 Over-the-Air，是一种通过无线通讯进行固件升级的技术。TuyaOS 支持设备 OTA 升级能力：通过搭配涂鸦网关和云端方案，可以远程为设备固件进行软件升级，降低退货返工等生产成本。

• 全量 OTA

一般 OTA 传输的固件包是完整的固件包，也称全量 OTA 。全量 OTA 升级是 Zigbee 规范的标准用法。固件包的大小不同，整个 OTA 过程大约需要10~15分钟，传输时间相对较长。

• 差分 OTA

为了缩短 OTA 的时长，该框架为开发者提供了差分 OTA 升级方式。差分升级又叫增量更新，是将老版本固件与新版本固件做对比差分，得到升级部分的补丁即差分包。

设备下载了差分包后，将老版本固件与差分包进行组合，以得到新版本的固件。当 OTA 固件与设备当前运行固件差异较小时，差分 OTA 包也会很小，可极大缩短传输时间，整个 OTA 过程可以缩短至 1 分钟以内。

• 群组 OTA

当一个群组内有多个相同的设备需要升级时，如果逐个进行升级会非常耗时。针对这个问题，该框架提供了群组 OTA 方案，支持同时对群组内的相同设备统一进行固件升级，从而缩短总体时长。群组内相同设备数量越多，效果越明显，且差分 OTA 和群升 OTA 可以同时使用。

三、产品应用实例

1、无线开关

如今，控制智能产品的外部媒介越来越多样化，如 App、智能音箱、语音控制等，已经成为相当主流的控制方式。而由于设备众多且使用对象各异，控制媒介在实际应用中常常存在许多痛点，比如：

• 不方便掏出手机控制； 

• 部分智能场景需要配置 App，对老人和小孩来说有操作难度；

• 一些商业场合需要产品互联，但通过总线配置的方案太复杂，因此无线开关应运而生，化繁为简。

(无线开关内部结构，支持4路按键）

特点：

• DIY 联动动作

通过按键可自定义配置单击、双击、长按等动作，并一键唤醒专属场景联动。

• 反转双控

支持你在配置场景开关时一键取反，快速让无线开关和被控设备组成双控联动。

• 步进调节

选择调高/调低，即可通过无线开关调节档位、亮度。

• 自发电

依托 Zigbee 标准 green power 技术，无线开关可摆脱电池供电的模式，通过按键按下的动能就能持续供电，用户不用再为突然没电而烦恼。

目前，同样应用该技术的，还有自发电智能门铃，产品已经相当成熟。不耗一度电，也能时刻保持在线工作。即使你不在家，也能通过手机 App 实现远程呼叫提醒，可以一键开锁，并在进门后联动其他智能设备来丰富应用场景。

• 场景联动

支持在 Wi-Fi 离线的环境下，网关能联动家中所有 Zigbee 产品；并在网关和 Wi-Fi 都在线的环境下，按下按键，动态场景就会联动调光开关、窗帘开关，对灯具的亮度或窗帘开合百分比进行自动调整。

2、智能门锁

忘带钥匙一直是大家的日常痛点，但有了智能锁就能完美解决这个问题。涂鸦智能锁方案支持指纹、密码、门卡、人脸、指静脉等多种解锁方式。基于每个用户的自定义设置，门锁开门后可联合全屋其他智能设备，触发对应联动场景，满足居家不同需求。

比如开门后联动灯具自动打开，对于老人非常方便，可以有效避免摸黑开灯导致的意外。

特点：

• 解锁方式多元

支持手机、指纹、密码、门卡、人脸、指静脉等多种解锁方式，无需钥匙就能轻松出门。

• 开门记录查询

智能锁可以成为你的管家，告知你家门口发生的一切动静，包括实时开门记录、门铃呼叫、家人回家提醒等。

• 可视对讲联动

当访客到家时，主人可以在线通过智能可视门铃来进行可视对讲，支持一键为访客开门，且涂鸦生态内所有可视门铃与智能门锁均可支持联动功能。

• 第三方语音控制

智能锁支持接入 Amazon Alexa、Google Assistant 两大主流智能音箱。语音控制支持以下三个核心功能：语音检查门锁状态、语音控制开锁和关锁。

四、资料下载

开发者可登录 Tuya Wind IDE，在资源中心搜索当前已经发布的 Zigbee 子设备的信息。根据自己开发需求来下载对应的框架。

Tuya Wind IDE 安装操作指南：

https://developer.tuya.com/cn/docs/iot-device-dev/tuyaos-wind-ide?id=Kbfy6kfuuqqu3

五、技术支持

开发过程中，如有遇到任何问题，欢迎登录文档中心查看完整开发攻略，或登录TuyaOS-Zigbee 设备开发论坛进行提问，将有开发小哥哥随时为你解答~

1、文档中心

https://developer.tuya.com/cn/docs/iot-device-dev/TuyaOS-frame_dev_Zigbee?id=Kc6f834uhpetq

2、TuyaOS-Zigbee 设备开发论坛

https://www.tuyaos.com/viewforum.php?f=18&sid=0df22e69b1370e1988f2dc36286ec47f

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