简述zigbee基本概念及协议术语

时间:2011-07-30

  ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

  Zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台,在整个网络范围内,每一个Zigbee网络数传模块之间可以相互通信,每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。

  与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是,Zigbee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立,因而,它必须具有简单,使用方便,工作可靠,价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立,每个基站价值一般都在百万元人民币以上,而每个Zigbee“基站”却不到1000元人民币。每个Zigbee网络节点不仅本身可以作为监控对象,例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控,还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外,每一个Zigbee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内,和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。

  ZigBee是一种无线连接,可工作在2.4GHz(流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上,分别具有250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率,它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。作为一种无线通信技术,ZigBee具有如下特点:

  (1) 低功耗: 由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且采用了休眠模式,功耗低,因此ZigBee设备非常省电。据估算,ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间,这是其它无线设备望尘莫及的。

  (2) 成本低: ZigBee模块的初始成本在6美元左右,估计很快就能降到1.5—2.5美元, 并且ZigBee协议是的。低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。

  (3) 时延短: 通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短,典型的搜索设备时延30ms,休眠激活的时延是15ms, 活动设备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。

  (4) 网络容量大: 一个星型结构的Zigbee网络多可以容纳254个从设备和一个主设备, 一个区域内可以同时存在多100个ZigBee网络, 而且网络组成灵活。

  (5) 可靠: 采取了碰撞避免策略,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式, 每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。

  (6) 安全: ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能,支持鉴权和, 采用了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。

1. 逻辑设备类型

  协调器(coordinator),路由器(router),终端设备(end-device)

  ●ZigBee 协调者---coord为协调者节点*–每各ZigBee网络必须有一个。–初始化网络信息。

  协调器是一种特殊的路由器(待确认)

  ●ZigBee 路由器---router为路由节点*–路由信息

  ●ZigBee 终端节点---rfd为终端节点*–没有路由功能–低价格

2 . 2.4GHz射频信道分为16个独立信道。

3. 绑定

  应用设备之间信息流的控制机制。

  有直接绑定(OTA)、间接绑定、直接绑定(通过串口)

4. 配置文件profile   应用程序框架

5. 端点endpoint    每个ZigBee设备支持多达240个端点

6. NWK

  寻址

  地址类型:ZigBee设备有一个64位IEEE长地址 (MAC地址)

  通常用一个16位短地址表识

  网络地址分配 由协调器完成

  相关参数:5   max_depth 网络的深度

  6   Max_children   路由器或协调器节点连接子节点个数

  20   Max_router    路由器或协调器处理的具有路由能力的子节点个数

  它是max_children的子集

  数据包传送    单点unicast    多点multicast    广播broadcast

  路由:经过路由器的每个数据帧寻找一条传输路径,并将该数据有效地传送到目的节点。

  F8wconfig.cfg配置路由

  看了下面就不用纠结了。

  配置文件(profile):Zigbee协议的配置文件是对逻辑组件及其相关接口的描述,是面向某个应用类别的公约、准则。通常没有程序代码与配置文件相关联。

  属性(attribute):设备之间通信的每一种数据像开关的状态或温度计值等皆可称为属性。每个属性可得到的ID值。

  簇(cluster):多个属性的汇集形成了簇,每个簇也拥有一个的ID。虽然个体之间传输的通常是属性信息,但所谓的逻辑组件的接口指的却是簇的操作,而非属性。

  终端(endpoint):每个支持一个或多个簇的代码功能块称为终端。不同的设备通过它们的终端及所支持的簇来进行通信。

  Cluster: is a container for one or more attributes. (一个或更多属性的集合)

  Attribute: a data entity which represents a physical quantity or state.(反映物理特性或状态的一个数据实体)

  Cluster是逻辑设备之间的事务关系Cluster定性

  Attribute则是某种事务关系的具体特例Attribute定量

  Endpoint是一个逻辑设备(个人理解为入口地址)。而一个Endpoint可以包含多个Cluster,每个Cluster包含不同的属性,这就是用来更加细分的了,Endpoint之间依据“事务关系”(cluster)通讯。

  一个节点除了64位的IEEE地址,16位的网络地址,每个节点还提供了8位的应用层入口地址(端点:EndPoint),对应于用户应用对象。端点0为ZDO接口,端点I至240供用户自定义应用对象使用,端点255为广播地址,端点241—254保留为将来使用。

  每一个应用都对应一个配置文件(Profile)。配置文件内容包括:设备ID(Device ID),事务ID(Cluster ID),属性ID(Attribute ID),及AF使用何种服务类型等信息。在zigbee协议中,一个配置文件中允许多2^16个设备(16位表示),2^8个事务,每个事务支持多约2^16个属性。

  例:由zigbee联盟给出的HomeControlLighting,是针对家庭灯控应用的配置文件,灯设备和按钮设备便是其中两种设备类型,点灯即是一项方法,灯状态便是该项事件的其中一个属性。

  一个设备可以有240个终端(EP1-EP240),每一个终端必须有一个终端描述符endPointDesc(终端描述符里包括一个简单描述符SimpleDescriptionFormat),都用结构体来描述。

  typedef struct

  {

  byte endPoint;                                            //终端号1-240

  byte *task_id;                                            //任务ID指针

  SimpleDescriptionFormat_t *simpleDesc;   //简单描述符!!!

  afNetworkLatencyReq_t latencyReq;         //noLatencyReqs

  } endPointDesc_t;  //终端描述符

  typedef struct

  {

  byte      EndPoint;                //终端号1-240



  
上一篇:超外差接收器MAX1470电路调整以及其天线匹配
下一篇:简述局域网和广域网的接口标准

免责声明: 凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

相关技术资料