Zigbee知识点
《zigbee快速入门》
– 处理MPDU；
– 提供MAC层数据传输机制:CSMA-CA、应答机
制 ED:信道能量检测
– 三种扫描机制(ED、ACATIVCET: 检IV索E周/边P双A亲S信S息IVnEon、-beacon-enabled
ORPHAN)
PASSIVE:监听周边双亲信息 beacon-enabled ORPHAN：孤儿重新检索原关联双亲
ZigBee快速入门
主要内容：
1.ZigBee是什么？ 2.ZigBee协议栈 3.ZigBee网络 4.应用规范，簇和端点 gBee安全
.
1.ZigBee是什么？
• ZigBee和IEEE802.15.4是基于标准的协议 ，它们为无线传感器网络应用提供所需要 的网络基础设施。
• 802.15.4定义了物理层（PHY）和媒体访问 控制（MAC）层，ZigBee定义了网络（ NWK）层和应用层（APL）。
– 允许ZigBee设备对象处 理为网络访问和安全的来自应用的请求， 使用ZDP（ZigBee设备规范）信息。
• 应用支持（APS）子层
– 负责提供一个数据服务给应用和ZigBee设备规 范。它也提供一个管理服务以维护绑定链接和 它自己绑定表的存储。
– 数据服务负责设备间APDU传输； – 管理服务负责维护绑定表、实现绑定、设备发
– 关联与退出关联；CSMA-CA:载波检测机制和随机退避规则
2.2 IEEE 802.15.4 （PHY）
• 物理层（PHY） • 提供接口给物理传输介质，物理层由两个层组成
，它们运行在不同 的频率范围。868MHz /915MHz、2.4GHz。 • 主要功能：
– 信道选择； – 信道能量检测（energy detect, ED）； – 空闲信道评估（clear channel assessment, CCA）； – 无线信道收发数据（PHY Protocol Data Unit, PPDU）
zigbee面试知识
Zigbee面试知识1. 什么是Zigbee？Zigbee是一种低功耗、低数据传输速率、低成本的无线通信协议，它基于IEEE 802.15.4标准，并且适用于自组织和自愈网络。
它主要用于物联网领域，提供了一种简单的、低功耗的无线通信解决方案。
2. Zigbee的工作原理是什么？Zigbee采用了星形拓扑结构，包括一个协调器和多个终端设备。
协调器负责网络的管理和协调，而终端设备可以是传感器、执行器或其他类型的设备。
Zigbee 网络中的设备可以通过无线信道进行通信，传输数据和命令。
3. Zigbee的特点是什么？•低功耗: Zigbee设备的功耗非常低，可以使用电池供电，并且在待机状态下仅消耗微功率。
•低数据传输速率: Zigbee的数据传输速率较低，适用于传输低带宽的数据，如传感器数据。
•自组织和自愈: Zigbee网络可以自动组织和修复，当有新的设备加入或者设备发生故障时，网络可以重新组织和修复，保证网络的稳定性。
•多设备互联: Zigbee网络支持多个设备之间的互联，设备可以通过无线信道进行通信和协作。
•低成本: Zigbee设备的制造成本相对较低，适用于大规模部署和广泛应用。
4. Zigbee的应用领域有哪些？Zigbee广泛应用于物联网领域，包括以下几个方面：•家庭自动化: Zigbee可以用于家庭自动化系统，如智能家居系统，可以控制灯光、电器等设备。
•工业自动化: Zigbee可以应用于工业自动化领域，用于监测和控制工业设备，提高生产效率和安全性。
•智能城市: Zigbee可以用于智能城市的建设，如智能交通系统、智能停车场等。
•健康医疗: Zigbee可以应用于健康医疗领域，如远程医疗、健康监测等。
•农业物联网: Zigbee可以用于农业物联网，监测和控制农作物的生长环境，提高农作物产量和质量。
5. Zigbee有哪些优点和缺点？优点：•低功耗: Zigbee设备的功耗非常低，适合长时间使用和电池供电的场景。
ZigBee基础知识
ZigBee基础知识一、ZigBee特点ZigBee技术就是一种新兴得短距离、低功耗、低成本、低数据传输率得无线通信技术。
它得主要特点如下:1)低功耗:在低功耗待机模式下,两节普通5号干电池可使用6~24个月。
2)低速率:数据传输速率只有10kb/s~ 250 kb/s,专注于低速数据传输应用。
3)低成本:因为ZigBee数据传输速率低,协议简单,降低了对通信控制器得要求,所以大大降低了成本。
4)短距离:传输距离一般介于10~100m之间,在增加RF发射功率后,亦可增加到1~3km。
这指得就是相邻节点间得距离,如果通过路由与节点间通信得接力,传输距离将可以更远。
5)短时延:Zigbee得响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15ms,节点连接进入网络只需30ms,进一步节省了电能。
6)容量大:Zigbee可采用星状、簇状与网状网络结构,一个主节点可管理254个子节点,同时主节点还可由上一层网络节点管理,这样可组成65000多个节点。
7)安全:ZigBee提供了数据完整性检查与鉴权功能,采用AES-128加密算法,各个应用可灵活确定其安全属性。
8)工作频段灵活:使用得频段分别为全球得2、4GHz ISM频段(16个信道)、欧洲得868MHz频段(1个信道),以及美国得915MHz频段(10个信道),均为免执照频段。
二、ZigBee工作频率表1 ZigBee工作频率表三、ZigBee得设备类型ZigBee网络支持两种功能类型得网络节点:全功能器件(Full FunctionDevice, FFD)与精简功能器件(Reduce Function Device,RFD)。
全功能器件拥有完整得协议功能,在网络中可以作为协调器(Coordinator),路由器(Router)与普通节点(Device);而精简功能器件旨在实现最简单得协议功能而设计,只能作为普通节点存在于网络中。
全功能器件可以与精简功能器件或其她得全功能器件通信,而精简功能器件只能与全功能器件通信,精简功能器件之间不能直接通信。
Zigbee知识点
第一章Zigbee概述1、Zigbee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，主要用于近距离无线连接。
2、Zigbee的特点是功耗低、本钱低、时延短、网络容量大、可靠平安。
3、常见的Zigbee芯片有CC243X系列、MC1322X系列和CC253X系列。
4、常见的Zigbee协议栈有非开源〔msstatePAN〕协议栈、开源〔freakz〕协议栈和半开源(Zstack)协议栈。
5、Zigbee软件开发平台包括IAR、Zigbee Sniffer、物理地址修改软件以及其它辅助软件。
6、Zigbee硬件开发平台采用Altium Designer进展设计。
7、简述Zigbee的定义。
答：Zigbee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低本钱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，进展数据传输〔包括典型的周期性数据、间歇性数据和低反响时间数据〕的应用。
〔Zigbee的根底是IEEE802.15.4，但是IEEE802.15.4仅处理低级的MAC〔媒体接入控制协议〕层和物理层协议，Zigbee联盟对网络层协议和应用层进展了标准化。
〕8、简述无线传感器网络与Zigbee之间的关系。
答：从协议标准来讲：目前大多数无线传感器网络的物理层和MAC层都采用IEEE802.15.4协议标准。
IEEE802.15.4描述了低速率无线个人局域网的物理层和媒体接入控制协议〔MAC 层〕，属于IEEE802.15.4工作组。
而Zigbee技术是基于IEEE802.15.4标准的无线技术。
从应用上来讲：Zigbee适用于通信数据量不大，数据传输速率相对较低，本钱较低的便携或移动设备。
这些设备只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另外一个传感器，并能实现传感器之间的组网，实现无线传感器网络分布式、自组织和低功耗的特点。
9、Zigbee技术特点：低功耗、低本钱、大容量、可靠、时延短、灵活的网络拓扑构造。
Zigbee知识点
第一章Zigbee概述1、Zigbee就是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,主要用于近距离无线连接。
2、Zigbee的特点就是功耗低、成本低、时延短、网络容量大、可靠安全。
3、常见的Zigbee芯片有CC243X系列、MC1322X系列与CC253X系列。
4、常见的Zigbee协议栈有非开源(msstatePAN)协议栈、开源(freakz)协议栈与半开源(Zstack)协议栈。
5、Zigbee软件开发平台包括IAR、Zigbee Sniffer、物理地址修改软件以及其它辅助软件。
6、Zigbee硬件开发平台采用Altium Designer进行设计。
7、简述Zigbee的定义。
答:Zigbee就是一种近距离、低复杂度、低功耗、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(包括典型的周期性数据、间歇性数据与低反应时间数据)的应用。
( Zigbee的基础就是IEEE802、15、4,但就是IEEE802、15、4仅处理低级的MAC(媒体接入控制协议)层与物理层协议,Zigbee联盟对网络层协议与应用层进行了标准化。
)8、简述无线传感器网络与Zigbee之间的关系。
答:从协议标准来讲:目前大多数无线传感器网络的物理层与MAC层都采用IEEE802、15、4协议标准。
IEEE802、15、4描述了低速率无线个人局域网的物理层与媒体接入控制协议(MAC层),属于IEEE802、15、4工作组。
而Zigbee技术就是基于IEEE802、15、4标准的无线技术。
从应用上来讲:Zigbee适用于通信数据量不大,数据传输速率相对较低,成本较低的便携或移动设备。
这些设备只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另外一个传感器,并能实现传感器之间的组网,实现无线传感器网络分布式、自组织与低功耗的特点。
9、Zigbee技术特点:低功耗、低成本、大容量、可靠、时延短、灵活的网络拓扑结构。
ZigBee基本知识
ZigBee的主要特性
• 可靠的数据传输 ZigBee的媒体接入层采用CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection))接入算法，避开发送数据的竞 争和冲突。 • 大容量的网络 网络可容纳65000个设备。
ZigBee的主要特性
精简功能设备
• RFD只能传送信息给FFD或从FFD接收信 息。 • 附带有限的功能来控制成本和复杂性。 • 在网络中通常用作终端设备。 • RFD由于省掉了内存和其它电路，降低 了部件的成本。
ZigBee网络设备比较
ZigBee适合传输数据类型
• 周期性数据： 传感器数据、水电气表数 据、仪器仪表数据。 • 间段性数据：工业控制命令、远程网络 控制、家用电器控制 。 • 反复性低反应时间数据：如鼠标键盘数 据、 操作杆的数据。
读书遇到的问题
1. 精简功能设备是否可以直接与全功能设 备连接？ 2. ZigBee具备的频率变换是怎样改变频率 的? 3. CSMA/CA算法与CSMA/CD有什么实质 行的区别 4. ZigBee的处理增益是怎么回事，为什么 处理增益越大，其抗干扰能力越强
ZigBee的应用
• • • • • 智能家居 工业应用 智能交通 智能建筑 医院应用
智能家居
工业应用
智能交通
智能建筑
医院应用
服务原语
• 服务原语是一个抽象概念。它仅仅指定 了实现特定的服务需要传递的信息，而 与实现服务的具体方式无关。 • 一个服务包括一个和多个服务原语，原 语中的参数用来传递提供服务所要求的 信息。
ZIGBEE是什么技术
• ZigBee 是一种新兴的短距离无线通信技 术，是由英国Invevsys公司，日本三菱电 气公司以及美国摩托罗拉等公司在2002 年共同提出设计研究的。 • 其技术命名来自对蜜蜂采蜜过程的观察。 • ZigBee 采取了 IEEE 802.15.4强有力的无 线物理层所规定的全部优点 。增加了逻 辑网络、网络安全和应用层。
ZIGBEE学习笔记
1、ZigBee协议栈：ZigBee协议是一系列的通信标准，通信双方需要共同按照这一标准进行正常的数据发射和接收。
协议栈是协议的具体实现形式，通俗点来理解就是协议栈是协议和用户之间的一个接口，开发人员通过使用协议栈来遵循和使用这个协议的，进而实现无线数据收发。
2、ZigBee无线网络协议层的架构：ZigBee协议分为两部分---IEEE 802.15.4和ZigBee，IEEE 802.15.4定义了PHY （物理层）和MAC（介质访问层）技术规范；ZigBee联盟定义了NWK（网络层）、APS（应用程序支持子层）、APL（应用层）技术规范。
ZigBee协议栈就是将各个层定义的协议都集合在一起，以函数的形式实现，并给用户提供API(应用层)，用户可以直接调用---学习Zigbee就是熟悉API和学习如何使用对应函数。
3、用户实现简单的无线数据通信的一般步骤：---组网：调用协议栈的组网函数、加入网络函数，实现网络的建立与节点的加入。
---发送：发送节点调用协议栈的无线数据发送函数，实现无线数据发送。
---接收：接收节点调用协议栈的无线数据接收函数，实现无线数据接收。
4、Z-STACK协议栈工作原理：Z-stack可以看做是一个小型的操作系统（本质是大型的程序），用于实现底层和网络层的内容，Z-stack将复杂部分屏蔽掉。
用户通过API函数就可以轻易用ZigBee。
5、协调器、路由器、终端：Router----路由器Coodinator----协调器EndDevice----终端设备（1）协调器：（coordinator）每个zigbee网络只允许有一个zigbee的协调器，协调器首先选择一个信道和网络标识(PAN ID)，然后开始这个网络.因为协调器是整个网络的开始，他具有网络的最高权限，是整个网络的维护者，还可以保持间接寻址用的表格绑定，同时还可以设计安全中心和执行其他动作，保持网络其他设备的通信。
Zigbee知识点
四、Zigbee的网络拓扑和设备类型
1、协调器的功能特点：
• 选择一个频道和PAN ID，组建网络
•行路由 • 必须常供电，不能进入睡眠模式 • 可以为睡眠的终端节点保留数据，至其唤醒后获取 注： 协调器在选择频道和PAN ID组建网络后，其功能将相当于一个路由器。
国际IEEE组织分配，在芯片出厂时已经写入，并且不能修改。 16位短地址是在设备加入一个Zigbee网络时分配的，它只在整个网络中唯一， 用于网络内数据收发时的地址识别。 因网络结构的变化会发生改变，短地址有时并不稳定，所以在某些情况下必
须以IEEE地址作为通讯的目标地址，以保证数据有效送达。
2、地址分配方法
• 每个PAN都有一个独立的ID，即为PAN ID。
• 整个个域网中的所有设备共享同一个PAN ID。
• Zigbee设备的PAN ID可以通过程序预先指定，也可以在设备运行期间自动 加入到附近的一个PAN中。
五、寻址
1、Zigbee设备的地址类型
16位短地址和64位IEEE地址
64位地址是全球唯一的地址，在设备的整个生命周期内都将保持不同，它由
长地址进行寻址。 • 具体路由关系由协调器/路由器进行维护、查找。
2、广播 广播方式下数据由一个设备发送至整个网络的所有设备，其目标短地址使用以 下几种： • 0xFFFF：广播数据发送至所有设备，包括睡眠节点
• 0xFFFD：广播数据发送至正在睡眠的所有设备
• 0xFFFC：广播数据发送至有所协调器和路由器 广播是以一种中继级联的方式传输，如下所示： A----> B ----> C 由于距离关系，A无法直接发送给C，只能向广播给B，然后再由B广播给C。
• 不能允许其它设备加入
zigbee基本知识点分享
Zigbee知识分享1.zigbee概念ZigBee→IEEE 802.15.4协议的代名词，是一种短距离、低功耗的无线通信技术。
特点：近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本近距离：“近”是相对而言的，与蓝牙相比，ZigBee属于远距离低速率。
（见图1）自组织：无需人工干预，网络节点能够感知其他节点的存在，并确定连接关系，组成结构化的网络；低功耗：在低功耗待机模式下，两节普通5号电池可使用6-24个月；低数据速率：基于ZigBee的无线网络所使用的工作频段为868MHz、915MHz和2.4GHz，最大数据传输速率为250kbps；低成本：ZigBee数据传输率低，协议简单，大大降低了成本；各种无线数据传输协议对比，如图所示：传输视频数据传输大量数据传输音频数据率速输传据数值峰传输距离图1：各种无线数据传输协议对比图解释：蓝牙数据传输速率小于3Mbps，典型数据传输距离为2-10米，蓝牙技术的典型应用是在两部手机之间进行小量数据的传输。
IEEE 802.11b最高数据传输速率可达11Mbps，典型数据传输距离在30-100米，IEEE 802.11b技术提供了一种Internet的无线接入技术，如很多笔记本电脑可以使用自带的WiFi功能实现上网。
ZigBee协议可以理解为一种短距离无线传感器网络与控制协议，主要用于传输控制信息，数据量相对来说比较小，特别适用于电池供电的系统。
此外，相对于上述两种标准，ZigBee协议更容易实现（或者说实现成本较低）。
2.zigbee技术应用领域zigbee适用范围包括自动控制领域、远程控制领域，同时在相关领域中可以嵌入各种设备。
例如：家庭自动化（Home Automation）、商业楼宇自动化（Building Automation）、自动读表系统（Automatic Meter Reading）。
在智能家居和商业楼宇自动化方面，将空调、电视、窗帘控制器等通过ZigBee技术来组成一个无线网络，通过一个遥控器就可以实现各种家电的控制，这种应用非常方便。
彻底读懂物联网关键技术之--ZigBee
一文彻底读懂物联网关键技术之-—ZigBee！智能制造IM5天前下文采用问答形式向你详细地介绍了方方面面，不夸口的说，你所需要知道的关于ZigBee的一切，在这里基本可以了解到！点评:这篇文章可以真正让人明白通讯协议的含义。
文/电子发烧友在智能硬件和物联网领域，时下大名鼎鼎的ZigBee可谓是无人不知，无人不晓。
作为除了WiFi、蓝牙之外，ZigBee是目前最重要的无线通信协议之一，主要应用于物联网和智能硬件等领域。
关于ZigBee，下文采用问答形式向你详细地介绍了方方面面，不夸口的说，你所需要知道的关于ZigBee的一切，在这里基本可以了解到！Chapter1起源历史篇1ZigBee起源什么技术？在蓝牙技术的使用过程中，人们发现蓝牙技术尽管有许多优点，但仍存在许多缺陷.对工业,家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言，蓝牙技术显得太复杂，功耗大，距离近,组网规模太小等,而工业自动化，对无线数据通信的需求越来越强烈，而且，对于工业现场，这种无线数据传输必需是高可靠的,并能抵抗工业现场的各种电磁干扰。
因此，经过人们长期努力,ZigBee协议在2003年中正式问世了。
另外，ZigBee使用了在它之前所研究过的面向家庭网络的通信协议Home RF Lite.2什么是ZigBee？首先ZigBee的Mac层、PHY层是IEEE802。
15。
4协议的.根据这个协议规定的技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。
由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡”(zig）地抖动翅膀的“舞蹈"来与同伴传递花粉所在方位和远近信息的，也就是所蜜蜂依靠着这样的方式构成了群体中的通信“网络"，因此ZigBee的发明者们形象地利用蜜蜂的这种行为来形象地描述这种无线信息传输技术。
3ZigBee技术有哪些特点？ZigBee的特点主要有以下几个方面：（1）低功耗：在低耗电待机模式下,2节5号干电池可支持1个节点工作6—24个月,甚至更长.这是ZigBee的突出优势。
ZigBee基础知识讲解
1.2.2应用层消息类型 在ZigBee应用中，应用框架(AF)提供了两种标准服务类型。一种是键值对 (Key Value Pair, KVP)服务类型，一种是报文(Message, MSG)服务类型。 KVP服务用于传输规范所定义的特殊数据。它定义了属性(Attribute)、属性 值(Value)以及用于KVP操作的命令:Set, Get, Event。其中Set用于设置一个属性 值，Get用于获取一个属性的值，Event用于通知一个属性已经发生改变。kVP 消息主要用于传输一些较为简单的变量格式。 由于ZigBee的很多应用领域中的消息较为复杂并不适用于KVP格式，因此 ZigBee协议规范定义了MSG服务类型。MSG服务对数据格式不作要求，适合 任何格式的数据传输。因此可以用于传送数据量大的消息。 KVP命令帧的格式如图1-2-2。
MSG命令帧格式如图1-2-3所示：
1.2.3ZigBee设备配置层 ZigBee设备配置层提供标准的ZigBee配置服务，它定义和处理描述符请求。在 ZigBee设备配置层中定义了称为ZigBee设备对象(ZigBee device object，ZDO)的 特殊软件对象，它在其他服务中提供绑定服务。远程设备可以通过ZigBee设备 对象（ZDO）接口请求任何标准的描述符信息。当接受到这些请求时，ZDO会 调用配置对象以获取相应的描述符值。子目前的ZigBee协议栈版本中，还没有 完全实现设备配置层。ZDO是特殊的应用对象，它在端点（end-point）0上实 现。 1.2.4用户程序 运行在ZigBee协议栈上的应用程序实际上就是厂商自定义的应用对象。这些应用 程序使用ZigBee联盟给出的并且批准的规范（profile）进行开发并且运行在端 点1-240上。
APSDEME提供的管理服务允许一个应用连接到ZigBee系统。他提供吧基于服务的需求相匹 配的两个设备作为一个整体来进行管理的绑定服务，并为绑定服务构建 和保留绑定表，除 这些外，APSDE 还提供以下服务 （1）AIB 管理：APSME具有能从设备的AIB中获得属性或进行属性设置的能力。 （2）安全管理:APSME通过利用密钥能够与其他设备监理可靠的关联。 APS子层主要提供ZigBee端点接口。应用程序将使用该层打开或关闭一个或多个端点并且读 取后或传送数据，而且APS子层为键值对（key value pair,KVP） 和报文（MGS）数据传输提供了原语。APS子层也有绑定表，绑定表提供了端点和网络中两 个节点间的簇ID对之间的逻辑链路。当首次对主设备编程时绑定表为空，主应用程序必须 调用正确的绑定API来创建新的绑定项。 APS子层还有一个“间接发送缓冲器”RAM，来存储间接帧。直到目的接受者请求 这些数据帧为止。根据ZigBee规范，在星形网络中，从设备总会将这些数据帧转发到主设 备中。从设备可能不知道该数据帧的目标接受者，而且数据帧的实际接受者由绑定表决定， 这样，如果主设备一旦接收到数据帧，它就会查找绑定表以确定目标接受者。如果该数据 帧由接受者，就会将该数据帧存储在间接发送帧缓冲器里，直到目标接受者明确请求该数 据帧为止。根据请求的频率，主设备必须将数据帧保存在间接帧缓冲器内。在此需要注意 的是：节点请求数据越长，数据包需要保存在间接发送帧缓冲器里的时间也越长，因此所 需要的间接缓冲空间也就越大。间接帧缓冲器包含一个设计时分配的固定大小的RAM堆， 可通过动态分配间接发送帧缓冲器的RAM来添加新的数据帧，动态存储管理可充分利用间 接发送帧缓冲空间。
ZigBee基础知识讲解
ZigBee基础知识讲解目录一、ZigBee技术概述 (2)二、ZigBee网络结构 (3)2.1 网络拓扑结构 (4)2.2 设备角色 (5)2.3 基本网络模式 (6)三、ZigBee协议栈 (7)3.1 物理层 (8)3.2 链路层 (10)3.3 网络层 (11)3.4 应用层 (12)四、ZigBee设备类型 (13)4.1 网络协调器 (14)4.2 节点设备 (15)4.3 外部设备 (17)五、ZigBee通信机制 (18)5.1 数据传输方式 (19)5.2 通信协议 (21)5.3 数据传输速率与容量 (22)六、ZigBee安全机制 (23)6.1 认证机制 (25)6.2 隐私保护 (26)6.3 安全服务与应用 (27)七、ZigBee设备配置与调试 (29)7.1 设备初始化 (30)7.2 网络参数设置 (32)7.3 设备状态监控与维护 (33)八、ZigBee应用案例分析 (35)8.1 智能家居系统 (36)8.2 工业自动化控制系统 (38)8.3 智能交通系统 (39)8.4 公共安全监测系统 (41)九、ZigBee发展趋势与挑战 (42)9.1 技术发展趋势 (44)9.2 应用前景展望 (45)9.3 面临的挑战与应对策略 (47)一、ZigBee技术概述定义与特点：ZigBee是基于IEEE 标准的无线通信技术，具有低功耗、低数据速率、低成本和可靠性的特点。
ZigBee联盟通过扩展IEEE标准，增加了网络、安全和应用层的功能。
该技术主要适用于需要长时间工作且电池寿命非常关键的应用。
应用领域：ZigBee技术广泛应用于智能家居、工业自动化、智能农业、智能交通等领域。
智能家居中的照明控制、安防系统。
网络结构：ZigBee网络主要由协调器（Coordinator）、路由器（Router）和终端设备（End Device）组成。
协调器负责创建和加入网络，路由器负责路由和数据转发，终端设备则执行特定的任务。
01_第1章 Zigbee概述
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1.2 软件开发平台
IAR软件集成开发平台 Zigbee嗅探器（Zigbee Sniffer） 物理地址修改软件（SmartRF Flash Programmer） 辅助软件
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1.2.1 IAR软件开发平台
IAR Embedded Workbench（简称IAR或EW）的C/C++交叉编译 器和调试器是完整且容易使用的嵌入式应用开发工具，对不同的处 理器提供不同的版本（例如IAR For51，For ARM，For AVR等）， 且提供一样的直观用户界面。
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对较低，成本较低的便携或移动设备。这些设备只需要很少的能 量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另外一 个传感器，并能实现传感器之间的组网，实现无线传感器网络分 布式、自组织和低功耗的特点。
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1.1.3 Zigbee技术特点
低功耗 低成本 大容量 可靠 时延短 灵活的网络拓扑结构
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1.1.3 Zigbee芯片
CC243X系列
CC253X系列
MC1322X系列
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1.1.4 常见Zigbee协议栈
非开源的协议栈
常见的非开源的Zigbee协议栈的解决方案包括freescale解决方 案和microchip解决方案。 Freescale中最简单的Zigbee解决方案就是SMAC协议，是 面向简单的点对点应用，不涉及网络概念。Freescale完整的 Zigbee协议栈为BeeStack协议栈，也是最复杂的协议栈， 看不到具体的代码，只提供一些封装好的函数直接调用。
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1.2.3 辅助软件
第三章 zigbee
第三章ZigBee 无线网络技术研究ZigBee 网络的拓扑结构、网络层协议对定位系统的性能的影响。
3.1 ZigBee无线网络技术的特点ZigBee技术主要用于无线个域网（WPAN），是基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的。
IEEE802.15.4定义了两个底层，即物理层和媒体接入控制（Media Access Control，MAC）层；ZigBee联盟则在IEEE 802.15.4的基础上定义了网络层和应用层。
ZigBee联盟成立于2001年8月，该联盟由Invensys、三菱、摩托罗拉、飞利浦等公司组成，如今已经吸引了上百家芯片公司、无线设备公司和开发商的加入，其目标市场是工业、家庭以及医学等需要低功耗、低成本、对数据速率和QoS（服务质量）要求不高的无线通信应用场合。
ZigBee这个名字来源于蜂群的通信方式：蜜蜂之间通过跳Zigzag形状的舞蹈来交互消息，以便共享食物源的方向、位置和距离等信息。
与其它无线通信协议相比，ZigBee无线协议复杂性低、对资源要求少，主要有以下特点：(1)低功耗：这是ZigBee的一个显著特点。
由于工作周期短、传输速率低，发射功率仅为lmw，以及采用了休眠机制，因此ZigBee设备功耗很低，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)低成本：协议简单且所需的存储空间小，这极大降低了ZigBee的成本，每块芯片的价格仅2美元，而且ZigBee协议是免专利费的。
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为30ms，休眠激活的时延是15ms，活动设备信道接入的时延为15ms。
这样一方面节省了能量消耗，另一方面更适用于对时延敏感的场合，例如一些应用在工业上的传感器就需要以毫秒的速度获取信息，以及安装在厨房内的烟雾探测器也需要在尽量短的时间内获取信息并传输给网络控制者，从而阻止火灾的发生。
zigbee资料
zigbee资料第一章绪论1.1 ZigBee 定义物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
无线传感网络的定义是：大规模，无线、自组织、多跳、无分区、无基础设施支持的网络。
其中的节点是同构的、成本较低、体积较小，大部分节点不移动，被随意撒布在工作区域，求网络系统有尽可能长的工作时间。
在通信方式上，虽然可以采用有线、无线、红外和光等多种形式，但一般认为短距离的无线低功率通信技术最适合传感器网络使用，为明确起见，一般称无线传感器网络(WSN．Wireless Sensor Network)。
Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。
根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。
这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群中的通信网络。
其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。
主要合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。
简而言之，ZigBee就是一种便宜的，功耗的近距离无线组网通讯技术。
无线传感网络的无线通信技术可以采用ZigBee技术、蓝牙、Wi-Fi和红外等技术。
ZigBee 技术是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术或无线网络技术，是一组基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的组网、安全和应用软件方面的通信技术。
协议栈是指网络中各层协议的总和，其形象的反映了一个网络中文件传输的过程：由上层协议到底层协议，再由底层协议到上层协议。
使用最广泛的是英特网协议栈，由上到下的协议分别是：应用层（HTTP，TELNET，DNS，EMAIL 等），运输层（TCP，UDP），网络层（IP），链路层（WI-FI，以太网，令牌环，FDDI等），物理层。
zigbee基础知识笔记.docx
1. 基础知识 (1)1.1IEEE 地址 (1)1.2 簇 (2)1.3 Profile ID (4)1.4网络地址与端点号、节点 (4)1.5 PANID (5)1.6 zigbee设备 (5)2. 绑定机制 (7)2.1 描述符绑定 (7)2.2 设备绑定 (23)1.基础知识1.1IEEE 地址IEEE 地址是 64 位，在设备进入网络之前就分配好了的，应该在全球是唯一的，而网络地址是在网络建立后，设备加入网络时，它的父节点给它分配的，在设备通信时，首先由ieee地址找到设备的网络地址，然后根据网络地址实现设备之间的通信，这样可以减少帧头长度，多传有效数据通俗的说IEEE 地址相当于你的手机号（11 位的那个），短地址就相当于你们公司的小号(3 、4) 位，一个公司的互打电话就用小号噻。
假设你的手机号138xxxxx666 ，这个是唯一的，但你的小号，假设是 666，在你的公司网中是唯一的，但是在另一个网中，可能别人的小号也是666。
1.2 簇簇就是相当于端点房间里面的人，是接收最终的目标。
这东西是 2 个字节编号，在射频发送的时候，必须要指定接收模块的镞，发送模块不需要指定。
首先每一个端点可以看成是一个 1 个字节数字编号的开有一扇门的房间，数据最终的目标是进入到无线数据包指定的目标端点房间，而取无线数据这个相关的代码在任务事件处理函数里，TI 协议栈有那么多的任务事件处理函数，所以必须要指定在哪个任务事件处理函数来取这个无线数据包里面的有用数据。
端点就相当于一个房间的门牌号！！！SimonApp_epDesc.endPoint= 10;//SimonApp_ENDPOINT;此端点编号为10SimonApp_epDesc.task_id = &SimonApp_TaskID;和我们应用层任务挂钩完成了簇信息表的构建，因为簇信息封装在SimonApp_SimpleDesc 里面，这里面却只是起到一个信息表的作用！方便数据到来的时候查询相关信息表！const cId_t SimonApp_ClusterList[SimonApp_MAX_CLUSTERS] ={SimonApp_CLUSTERID};const SimpleDescriptionFormat_t SimonApp_SimpleDesc = {SimonApp_ENDPOINT,// int Endpoint;SimonApp_PROFID,//uint16 AppProfId[2];SimonApp_DEVICEID,//uint16 AppDeviceId[2];SimonApp_DEVICE_VERSION,//int AppDevVer:4;SimonApp_FLAGS,//int AppFlags:4;SimonApp_MAX_CLUSTERS,//byte AppNumInClusters;(cId_t*)SimonApp_ClusterList,//byte *pAppInClusterList;SimonApp_MAX_CLUSTERS,//byte AppNumInClusters;(cId_t*)SimonApp_ClusterList//byte *pAppInClusterList;};接收到数据以后，判断是属于哪一个端点、属于哪一个簇1.3 Profile ID这个是由Zigbee 组织来分配的应用ID 号，比如无线开关用0x0001 ，智能电表用ox0002，万用遥控器用0x0003 等等。
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第一章Zigbee概述1、Zigbee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，主要用于近距离无线连接。
2、Zigbee的特点是功耗低、成本低、时延短、网络容量大、可靠安全。
3、常见的Zigbee芯片有CC243X系列、MC1322X系列和CC253X系列。
4、常见的Zigbee协议栈有非开源（msstatePAN）协议栈、开源（freakz）协议栈和半开源(Zstack)协议栈。
5、Zigbee软件开发平台包括IAR、Zigbee Sniffer、物理地址修改软件以及其它辅助软件。
6、Zigbee硬件开发平台采用Altium Designer进行设计。
7、简述Zigbee的定义。
答：Zigbee是一种近距离、低复杂度、低功耗、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（包括典型的周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据）的应用。
（ Zigbee的基础是，但是仅处理低级的MAC（媒体接入控制协议）层和物理层协议，Zigbee 联盟对网络层协议和应用层进行了标准化。
）8、简述无线传感器网络与Zigbee之间的关系。
答：从协议标准来讲：目前大多数无线传感器网络的物理层和MAC层都采用协议标准。
描述了低速率无线个人局域网的物理层和媒体接入控制协议（MAC层），属于工作组。
而Zigbee 技术是基于标准的无线技术。
从应用上来讲：Zigbee适用于通信数据量不大，数据传输速率相对较低，成本较低的便携或移动设备。
这些设备只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另外一个传感器，并能实现传感器之间的组网，实现无线传感器网络分布式、自组织和低功耗的特点。
9、Zigbee技术特点：低功耗、低成本、大容量、可靠、时延短、灵活的网络拓扑结构。
第二章Zigbee技术原理1、Zigbee协议分为物理层、MAC层、网络层和应用层，其中物理层和MAC层由定义。
2、Zigbee有三种网络拓扑结构，分别是星型、树型和网状型。
3、物理层定义了物理无线信道和与MAC层之间的接口，提供物理层数据服务和物理层管理服务。
4、MAC层提供MAC层数据服务和MAC层管理服务，并负责数据成帧。
5、网络层负责拓扑结构的建立和维护网络连接。
6、Zigbee的应用层由应用支持子层（APS）、Zigbee设备对象、Zigbee应用框架（AF）、Zigbee 设备模板和制造商定义的应用对象等组成。
7、简述MAC层帧的一般结构。
答：MAC帧，即MAC协议数据单元（MPDU），是由一系列字段按照特定的顺序排列而成的。
设计目标是在保持低复杂度的前提下实现在噪声信道上的可靠数据传输。
MAC层帧结构分为一般格式和特定格式。
一般格式：三部分，MAC帧头（MHR）、MAC有效载荷、MAC帧尾（MFR）。
特定格式：信标帧、数据帧、确认帧和命令帧。
（MAC帧头部分由帧控制字段和帧序号字段组成；MAC有效载荷由地址信息和特定帧的有效载荷组成，MAC有效载荷的有效长度与特定帧类型有关；MAC帧尾是校验序列FCS）。
8、简述Zigbee网络层的功能。
答：Zigbee网络层主要实现网络的建立、路由的实现以及网络地址的分配。
Zigbee网络层不同功能由不同的设备完成。
其中Zigbee网络中的设备有三种类型：协调器、路由器和终端节点，分别实现不同的功能：协调器具有建立新网络的能力；协调器或路由器具备允许设备加入网络或者离开网络、为设备分配网络内部的逻辑地址、建立和维护邻居表等功能；终端节点只需要有加入或离开网络的能力即可。
9、Zigbee技术是一种低速数据传输速率的无线个域网，网络的基本成员称为设备。
按照各自作用分为：协调器节点、路由器节点和终端节点。
协调器：整个网络的中心功能为建立、维持和管理网络，分配网络地址。
路由器：路由发现、消息传输、允许其他节点通过它接入到网络。
终端节点：数据采集或控制，不允许其他节点通过它加入到网络中。
10、Zigbee网络分为4层，从下向上分别为物理层、MAC层、网络层和应用层。
其中物理层和MAC层由标准定义，合称通信层；网络层和应用层由Zigbee联盟定义。
11、Zigbee网络协议体系结构：应用层包括三部分：应用支持子层、Zigbee设备对象和厂商定义的应用对象。
网络层提供保证 MAC层正确工作的能力，并为应用层提供合适的服务接口，包括数据服务接口和管理服务接口。
通信层（MAC层和物理层）。
12、数据服务接口的作用：一是为应用支持子层的数据添加适当的协议头以便产生网络协议数据单元；而是根据路由拓扑结构，把网络数据单元发送到通信链路的目的地址设备或通信链路的下一跳地址。
管理服务接口的作用：提供的服务包括配置新设备、常建新网络、设备请求加入或者离开网络；允许Zigbee协调器或路由器请求设备离开网络、寻址、路由发现等功能。
13、规范满足国际标准组织（ISO）开放系统互联（OSI）参考模式，它定义了Zigbee的物理层和MAC层。
14、物理层所负责的功能：工作频段的分配、信道的分配、为MAC层提供数据服务和为MAC 层提供管理服务。
15、物理层功能：数据的发送与接收、物理信道的能量检测、射频收发器的激活与关闭、空闲信道评估、链路质量指示、物理层属性参数的获取与设置。
16、MAC层负责无线信道的使用方式，它们是构建Zigbee协议底层的基础。
其功能如下：CSMA/CA访问信道；PAN的建立和维护；支持PAN网络的关联和解除关联；协调器产生网络信标帧普通设备根据信标帧与协调器同步；处理和维护保证GTS；在两个对等MAC实体间提供可靠链路。
17、MAC层服务规范，MAC层包括MAC层管理服务（MLME）和数据服务（MCPS）。
MAC管理服务可以提供调用MAC层管理功能的服务接口，同时还负责维护MAC PAN信息库；MAC数据服务可以提供调用MAC公共部分子层（MCPS）提供的的数据服务接口，为网络层数据添加协议头，从而实现MAC层帧数据。
18、CSMA/CA机制实际是在发送数据帧之前对信道进行预约，以免造成信道碰撞问题。
CSMA/CA提供两种方式来对无线信道共享访问，其工作流程如下：送出数据前，监听信道的使用情况，维持一段时间后，再等待一段随机的时间后信道依然空闲，送出数据；送出数据前，先送一段小小的请求传送RTS报文给目标端，等待目标端回应CTS报文后才开始传送。
19、MAC子层具体功能：CSMA/CA机制、PAN的建立和维护、关联和解除关联、信标帧。
20、Zigbee网络层的主要作用：负责网络的建立、允许设备加入或离开网络、路由的发现和维护。
21、网络层内部由两部分组成，分别是网络层数据实体（NLDE）和网络层管理实体（NLME）。
网络层数据实体通过访问服务接口NLDE-SAP为上层提供数据服务；网络层管理实体通过访问服务接口NLME-SAP为上层提供网络层的管理服务，另外还负责维护网络层信息库。
22、网络层协议数据单元（NPDU）即网络层帧的结构，在Zigbee网络协议中定义了两种类型的帧结构，即网络层数据帧和网络层命令帧。
字节：222110/80/80/1变长变长帧控制目的地址源地址广播半径域广播序列号IEEE目的地址IEEE源地址多点传送控制源路由帧帧的有效载荷网络层帧报头网络层的有效载荷23、Zigbee的应用层由应用支持子层（APS）、Zigbee设备对象、Zigbee应用框架（AF）、Zigbee设备模板和制造商定义的应用对象等组成。
24、Zigbee设备中应用对象驻留的环境称为应用框架（Application Framework，英文简称AF）。
在应用框架中，应用程序可以通过APSDE-SAP发送、接收数据，通过“设备对象公共接口”实现应用对象的控制与管理。
应用支持子层数据服务接口（APSDE-SAP)提供的数据服务包括数据传输请求、确认、指示等原语。
25、每个Zigbee设备都与一个特定的模板有关，这些模板定义了设备的应用环境、设备类型以及用于设备间通信的簇，比如应用环境为智能家居，那么就可以建立一个智能家居的模板。
不过Zigbee模板不是随意定义的，它们的定义，由Zigbee联盟负责。
Zigbee联盟定义了三种模板分别为Zigbee协议栈模板、ZigbeePRO模板以及特定网络模板，在Zstack协议栈中使用了这三种模板。
26、协议模板 Zigbee有三种类型的模板可以按使用限制分为：私有、公开和共用。
每个模板都有一个模板标识符，此标识符必须是唯一的27、单个的Zigbee设备可以支持多个模板，提供定义的簇标识符和设备描述符。
这些簇标识符和端点标识符通过设备地址和端点地址来实现实现：设备地址：包含有IEEE地址和短地址的无线收发装置；端点地址：设备中的不同应用端点号代表。
一个设备中最多可以有240个端点。
28、功能描述：Zigbee应用框架的功能可以简单概括为组合事务、接收和拒绝。
29、Zigbee设备对象（ZDO）使用应用支持子层（APS）和网络层提供的服务实现Zigbee协调器、路由器和终端设备的功能。
ZDO的功能包括：初始化应用支持子层、网络层和其他Zigbee设备层；汇聚来自端点应用的信息，以实现设备和服务发现、网络管理、绑定管理、安全管理、节点管理等功能。
30、Zigbee网络中的设备类型有三种：协调器、路由器和终端节点，每一种的设备的设备对象行为都不同。
第三章Zigbee硬件设计1、原理图设计基本要求：规范、清晰、准确、易读。
2、在硬件设计过程中根据功能和性能需求制定合适的方案，选取合适的CPU及外围元件3、Zigbee硬件分为三部分，即CC2530核心板、协调器底板和路由器底板。
4、协调器底板集成了LED、LCD、RS232、电源接口、JTAG接口、蜂鸣器、时钟模块、按键以及传感器模块。
5、路由器底板集成了LED、电源接口、JTAG接口、蜂鸣器、按键以及传感器模块。
6、简述对CPU进行选型时需要注意的事项。
答：1性价比高；2容易开发；3可扩展性好。
7、简述低功耗设计的注意事项。
答：选择低功耗器件；去除不必要的器件；选择合适的电源；综合考虑所以器件的工作电压范围；利用器件本身特性降低功耗。
8、Zigbee的硬件设计，主要内容包括硬件设计规则及注意事项、Zigbee节点硬件总体设计、Zigbee节点低功耗设计，其中: 硬件设计规则及注意事项主要包括需求分析、元器件选型以及设计的基本原则；硬件总体设计分别介绍Zigbee核心板、Zigbee协调器底板和路由器底板；主要讲解在低功耗设计过程中所要考虑的问题以及需要注意的事项。
9、原理图设计的一般过程包括以下几个方面：确定需求、确定核心CPU、参考成功案例、对外围器件的选型、设计基本原则。