（精品）zigbee技術(shù)入門之我見

1、Zigbee是一種新型的短距離無線通信技術(shù)。其特點是低功耗，低成本，組網(wǎng)靈活。Zigbee協(xié)議由zigbee聯(lián)盟指定，包括應用層，和網(wǎng)絡層，其下層采用IEEE802.15.4協(xié)議。無論是學習zigbee技術(shù)，還是利用zigbee技術(shù)開發(fā)產(chǎn)品，都需要較好的掌握zigbee協(xié)議，并比較深入的了解IEEE802.15.4協(xié)議.然而僅zigbee協(xié)議就接近400頁，而IEEE802.15.4協(xié)議多達600頁，全部是英文。如果從來沒有接觸過無線通

2、信的開發(fā)，要迅速掌握這么多內(nèi)容確實有一些難度，筆者考慮到廣大急切進入zigbee的同仁者，結(jié)合自己開發(fā)中總結(jié)出的理解協(xié)議的特定方法，從開發(fā)的角度，闡述協(xié)議內(nèi)容，以達到拋磚引玉的效果，同時和廣大同仁交流，共同提高，并希望zigbee技術(shù)能夠在中國發(fā)揚光大。協(xié)議從功能實現(xiàn)來講，ZigBee協(xié)議層共包括物理層（又稱實體層）、MAC層、數(shù)據(jù)鏈接層、網(wǎng)絡層和應用支持層五個主要層次。在標準制定的分工上，ZigBee協(xié)議層是由ZigBee聯(lián)盟和IEE

3、E802.15.4的任務小組共同完成的。其中，物理層（又稱實體層）、MAC層、數(shù)據(jù)鏈接層，以及傳輸過程中的資料加密機制等都是由IEEE所主導的。網(wǎng)絡層和應用支持層則由ZigBee聯(lián)盟來完成。IEEE802.15.4小組與ZigBee聯(lián)盟共同針對ZigBee協(xié)議棧的發(fā)展進行研究，而未來還能依據(jù)系統(tǒng)客戶的要求來修正其所需的應用界面。如圖1所示：Zigbee協(xié)議整體架構(gòu)作為理解協(xié)議，從開發(fā)者的角度來講，這樣學習協(xié)議是比較費時間的，也較難掌握。

4、筆者從自己長期開發(fā)的經(jīng)驗來看，對無線通信，最重要的就是在發(fā)送端根據(jù)用戶的要求，把數(shù)據(jù)能夠扔出去，并且是扔到指定的設備，在接收端，能夠把發(fā)送到該設備的數(shù)據(jù)撿起來。并根據(jù)用戶要求的作特定的處理。如果考慮在一個無線網(wǎng)路中的話，就得首先建立網(wǎng)絡，其他得設備加入網(wǎng)絡。最后是才是一些其他的問題，如設備離開網(wǎng)絡，設備重新加入網(wǎng)絡，等等。這樣從通信過程去理解協(xié)議，將會使得協(xié)議的內(nèi)容非常明了，也可以很好的知道利用協(xié)議開發(fā)產(chǎn)品，達到事半功倍的效果。本人將根

5、據(jù)這樣的思路，分五期具體講述協(xié)議內(nèi)容：第一期：設備建立網(wǎng)絡過程第二期：設備加入網(wǎng)絡過程第三期：數(shù)據(jù)發(fā)送過程第四期：數(shù)據(jù)接收過程第五期：其他的問題描的信道，以及每個信道掃描的時間，網(wǎng)絡層收到這個原語，將要求MAC層執(zhí)行被動或主動掃描。具體發(fā)送到設備外的是一個beconrequest幀，當在這個信道中的設備收到該幀，將會發(fā)送becon幀，這是子設備通過BEACONNOTIFY.indication原語，告知該設備的MAC層，該becon幀包

6、含了發(fā)送該幀的地址信息，以及是否允許其他設備以其子節(jié)點的方式加入。待加入的設備，在網(wǎng)絡層，將檢查該becon幀協(xié)議ID是否是zigbeeID。如果不是，將忽略；如果是，該設備將復制收到每個becon幀的相關(guān)信息到其關(guān)聯(lián)表中（neighbtable）。一旦MAC層完成了掃描，將發(fā)送MLMESCAN.confirm原語，告知網(wǎng)絡層，網(wǎng)絡層將發(fā)送NLMEWKDISCOVERY.confirm原語，告知應用層。應用層收到該原語，應用層將根據(jù)情況

7、，要么重新要求掃描，或者從關(guān)聯(lián)表中選擇所發(fā)現(xiàn)的網(wǎng)絡加入。調(diào)用NLMEJOIN.request原語，原語中各個參數(shù)的設置參看協(xié)議（可以在本站下載欄找到）非常容易。如果在關(guān)聯(lián)表中找不到合適的準父節(jié)點，將調(diào)用原語告知應用層，如果由多個設備可以滿足要求，將選擇到協(xié)調(diào)器節(jié)點深度最低的設備，如果有幾個設備的深度相同，且都是最小深度，將從中隨機選擇一個。一旦潛在的父節(jié)點確定，網(wǎng)絡層將調(diào)用MLMEASSOCIATE.request原語到MAC層。具體設

8、置參看協(xié)議相關(guān)部分（213頁），連接狀態(tài)將通過MLMEASSOCIATE.confirm原語反饋。如果試圖加入不成功，網(wǎng)絡層將收到MAC層通過MLMEASSOCIATE.confirm告知的加入失敗，如果收到的是潛在父節(jié)點拒絕該設備加入，這時候，網(wǎng)絡層將會在關(guān)聯(lián)表中，把該潛在父節(jié)點的相應部分，潛在父節(jié)點位(potentialparentbit)置為零，確保網(wǎng)絡層，不再給這個設備二次發(fā)送加入請求。如果一次加入沒成功，將選擇另一個潛在的父節(jié)

9、點加入，指導找到一個合適的設備加入或者所有的設備都不適合。如果加入成功，網(wǎng)絡層收到的MLMEASSOCIATE.confirm原語，將含有該設備可用的16唯一的邏輯地址，網(wǎng)絡層將在關(guān)聯(lián)表中設置與其父節(jié)點的關(guān)系，同時，這個父節(jié)點也會在其關(guān)聯(lián)表中加入這個新設備。如果是以路由器(router)形式成功加入網(wǎng)絡，該設備的應用層將發(fā)送NLMESTAT_ROUTER.request原語，網(wǎng)絡層將發(fā)送MLMESTAT.request原語到MAC層。收