ZigBee協議棧解析

2022-08-24 18:45:09 字數 1237 閱讀 6253

zigbee技術是物聯網領域最常用的無線技術之一,如果我們要做基於zigbee技術的物聯網應用,最好對zigbee協議棧有乙個基本的了解。這篇文章對zigbee協議棧做乙個簡單明瞭的介紹。

概述本文準備介紹的zigbee協議棧是zigbee2007,也是目前業界最常用的標準版本,對於zigbee協議棧的演進歷程,可以參加《5分鐘了解zigbee的前世今生》。

zigbee協議棧可以分為四層:物理層(phy)、**訪問控制層(mac)、網路層(nwk)及應用層(apl)。如圖所示,粉色的部分是由ieee標準中定義的,淺藍色部分是由zigbee聯盟規定的,黃色部分是由裝置廠商自行定義。

zigbee協議棧圖示

在zigbee協議棧的圖示中,我們還可以發現有很多圓角矩形,都帶有sap的字樣。sap的意思就是服務接入點(service access point)的意思,是協議棧層與層之間的介面,協議棧都是分層結構的,介面就是層與層之間的溝通渠道。

協議棧相鄰的上下層之間一般都有兩個介面,也就是兩個sap。名字中帶字母d的sap是資料介面,負責層間資料傳輸;名字中帶字母m的sap是管理介面,供上層或協議棧的管理平面對該層進行控制,比如進行一些引數配置,或讀取狀態等。phy & mac & nwk

zigbee2007協議棧的物理層及mac層都是ieee802.5.14-2003標準中定義的。phy層(物理層)規定了所使用的頻段,以及所使用的編碼、調製、擴頻、調頻等無線傳輸技術;有了物理層,就有了乙個實現點到點之間的訊號發射與接收的基礎,沒有物理層協議,裝置間是根本沒有辦法通訊的,有可能都不在乙個頻段上。

mac層的主要作用規定了無線通道的訪問控制機制,也就是規定各個裝置按照什麼規矩輪流使用通道;如果沒有mac層協議,節點一多,大家沒有個規矩,就會發生訊號衝突,誰都沒法正常傳輸資料了。。

zigbee協議棧在802.15.4協議基礎上定義了網路層。網路層的主要作用是負責裝置的連線和斷開、在幀資料傳遞時採用的安全機制、路由發現和維護。簡單說,就是保障裝置之間的組網和網路節點間的資料傳輸。zigbee技術支援多跳路由,可以實現星型拓撲、樹型拓撲和網狀拓撲等不同的網路拓撲結構。

phy & mac & nwk這三層協議,主要是為了上面的應用層服務的,在產品開發過程中,不需要深入涉及這三層協議的實現細節,應用層才是開發關注的部分。應用層

zigbee的應用層的內部又分了三個部分:包括應用框架、應用支援子層(aps)及zigbee裝置物件(zdo)。應用框架中包含至少乙個應用程式物件,也就是zigbee裝置的應用程式,是zigbee產品開發人員所要實現的部分。

應用支援子層aps參考模型

zigbee協議棧 端點

端點的意義 從應用角度看,通訊的本質就是端點到端點的連線 例如,乙個帶開關元件的裝置與帶乙個或多個燈元件的遠端裝置進行通訊,目的是將這些燈點亮 端點的實現 端點之間的通訊是通過稱之為簇的資料結構實現的。這些簇是應用物件之間共享資訊所需的全部屬性的容器,在特殊應用中使用的簇在模板中有定義。所有端點都使...

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