zigbee协议栈
zigbee的协议栈中最底层
zigbee的协议栈中最底层低层协议栈协议本协议栈由以下双方签署：甲方：______________（以下简称“厂商”）地址：_______________联系方式：______________乙方：______________（以下简称“客户”）地址：_______________联系方式：______________鉴于：1、厂商是一家专业从事无线传感器网络技术相关业务的公司，具备相关技术和资质。
2、客户欲使用厂商的zigbee协议栈中最底层协议。
根据《中华人民共和国民法典》和其他相关法律法规的规定，经双方友好协商，达成以下协议：第一条协议的目的本协议的目的是为了明确双方的权利和义务，规范双方的行为，保障双方的利益。
第二条协议内容1、厂商应提供符合客户所需的zigbee协议栈中最底层协议。
2、客户应按照合同约定的付款方式按时支付费用。
3、本协议履行期限为___________（自_____________起至________________止），协议期满前客户可提交续约申请。
第三条知识产权1、厂商是zigbee协议栈中最底层协议的拥有者，协议中的一切知识产权（包括但不限于著作权、专利权、商标权）均归厂商所有。
2、未经厂商的书面同意，客户不得将本协议的任何内容用于商业用途并不得向第三方泄露知识产权信息。
第四条违约责任1、一方违反本协议任何一条规定，给另一方造成损失的，应承担相应的赔偿责任。
2、客户未按照合同约定的金额或期限支付费用的，厂商有权取消协议并要求客户承担相应的违约责任。
第五条法律效力及解决争议的方式1、本协议各项规定是双方共同遵守的法律行为准则，其效力与权利义务具有法律效力。
2、如对本协议的履行发生争议，双方应通过友好协商加以解决，协商不成的，可以向厂商所在地人民法院提起诉讼。
第六条其他事项1、本协议如有未尽事宜，双方可根据需要另行协商，达成一致后以书面形式作为补充协议。
2、本协议一式两份，双方各执一份，具有同等法律效力。
zigbee 协议栈
zigbee 协议栈Zigbee 协议栈。
Zigbee 是一种无线通信协议，它被设计用于低数据速率、低功耗的应用场景，如智能家居、工业自动化、传感器网络等。
Zigbee 协议栈是指在 Zigbee 网络中的协议层，它定义了 Zigbee 网络中各个节点之间的通信规则和协议。
Zigbee 协议栈主要包括物理层、MAC 层、网络层和应用层。
物理层定义了无线通信的调制解调方式、频率和功率控制等；MAC 层负责数据的传输和接收，以及网络中节点的管理；网络层则负责路由和数据包转发；应用层则定义了具体的应用协议和数据格式。
在 Zigbee 协议栈中，物理层使用了 IEEE 802.15.4 标准，它定义了无线通信的物理层和 MAC 层规范，包括频率、调制方式、数据帧格式等。
MAC 层定义了数据的传输方式，包括信道访问方式、数据帧格式、数据重传机制等。
网络层则定义了路由协议和数据包转发规则，以实现多跳网络的数据传输。
应用层则定义了具体的应用协议，如 Zigbee Home Automation（ZHA）、Zigbee Light Link（ZLL）等。
Zigbee 协议栈的设计遵循了低功耗、低成本、可靠性和安全性的原则。
它采用了分层的设计，使得各个层之间的功能清晰明了，易于实现和维护。
同时，Zigbee 协议栈还支持多种网络拓扑结构，包括星型、网状和混合型网络，以满足不同应用场景的需求。
在实际的应用中，开发人员可以使用 Zigbee 协议栈来快速构建 Zigbee 网络应用。
通过使用 Zigbee 协议栈，开发人员可以方便地实现节点之间的数据通信、网络管理和安全保护，从而加速产品的开发周期和降低开发成本。
总的来说，Zigbee 协议栈是 Zigbee 网络中的核心部分，它定义了 Zigbee 网络中节点之间的通信规则和协议。
通过使用 Zigbee 协议栈，开发人员可以快速构建低功耗、低成本、可靠性和安全性的Zigbee 网络应用，满足不同应用场景的需求。
zigbee 协议栈
zigbee 协议栈Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的无线通信协议，它是一种低功耗、短距离的无线网络协议，可以用于物联网中各种设备的通信。
Zigbee协议栈是指一套软件的层次结构，用于实现Zigbee协议的功能和特性。
Zigbee协议栈由四个层次组成：应用层，网络层，MAC层和物理层。
应用层是Zigbee协议栈的最高层，它提供了应用程序与其他网络层之间的接口。
应用层负责处理数据的收发，以及定义数据的格式和协议。
应用层也负责处理设备与设备之间的通信，例如传感器与控制器之间的通信。
网络层是Zigbee协议栈的中间层，它负责网络的发现和路由选择。
网络层的主要功能是将数据传输到目标设备，以及维护网络拓扑结构。
网络层使用一种叫做AODV（Ad-hoc On-Demand Distance Vector）的路由选择算法来决定数据的传输路径。
MAC层是Zigbee协议栈的第二层，它负责实现对数据的传输和控制。
MAC层的主要功能包括数据的处理、帧的编码和解码、对信道的管理等。
MAC层使用CSMA-CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）协议来控制数据的传输，并通过BEACON帧来管理设备之间的通信。
物理层是Zigbee协议栈的最底层，它负责将数据从电子信号转换为无线信号，并传输到接收设备。
物理层的主要功能包括信号的调制和解调、信道编码和解码、信号的传输和接收等。
Zigbee协议栈还支持一种叫做ZDO（Zigbee Device Object）的设备对象。
ZDO是一个与设备相关的软件模块，提供了设备的管理和控制功能。
ZDO负责设备的发现、加入网络、离开网络、重置等操作，并通过指定的应用程序接口来与设备进行通信。
总的来说，Zigbee协议栈是一个非常复杂的系统，包含了多个层次和各种功能。
它通过不同的层次和模块来实现Zigbee协议的各种特性和功能，从而使得物联网设备之间可以方便地进行通信和控制。
ZIGBEE技术规范与协议栈分析
ZIGBEE技术规范与协议栈分析篇一：ZigBee知识无线龙1.协议栈工作流程和无线收发控制 LED 实验内容：1. ZigBee 协议栈简介2. 如何使用 ZigBee 协议栈3. ZigBee 协议栈的安装、编译与下载4. 协议栈无线收发控制 LED5. 协议栈工作流程实现现象：协调器、终端上电，组网成功后 D1 灯闪烁 1. ZigBee 协议栈简介什么是 ZigBee 协议栈呢？它和 ZigBee 协议有什么关系呢?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使用这个协议的，进而实现无线数据收发。
图 1 展示了 ZigBee 无线网络协议层的架构图。
ZigBee 的协议分为两部分，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直，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。
图 1 ZigBee 无线网络协议层 2. 如何使用 ZigBee 协议栈协议栈是协议的实现，可以理解为代码，函数库，供上层应用调用，协议较底下的层与应用是相互独立的。
商业化的协议栈就是给你写好了底层的代码，符合协议标准，提供给你一个功能模块给你调用。
你需要关心的就是你的应用逻辑，数据从哪里到哪里，怎么存储，处理；还有系统里的设备之间的通信顺序什么的，当你的应用需要数据通信时，调用组网函数给你组建你想要的网络；当你想从一个设备发数据到另一个设备时，调用无线数据发送函数；当然，接收端就调用接收函数；当你的设备没事干的时候，你就调用睡眠函数；要干活的时候就调用唤醒函数。
所以当你做具体应用时，不需要关心协议栈是怎么写的，里面的每条代码是什么意思。
zigbee协议规范及时间
zigbee协议规范及时间Zigbee协议规范及应用前景概述：Zigbee是一种无线通信协议，旨在实现低功耗、低带宽、低成本的无线传感器和控制网络。
其特点是简单、灵活、可靠，适用于各种物联网场景。
本文将介绍Zigbee协议的规范以及其在不同领域的应用前景。
一、Zigbee协议规范1. Zigbee协议栈Zigbee协议栈包括物理层、MAC层、网络层、应用层等。
物理层负责无线信号的传输和接收，MAC层提供无线电资源的管理，网络层处理路由和网络拓扑，应用层用于支持各种应用。
Zigbee协议栈灵活可配置，使其适用于各种不同的应用场景。
2. Zigbee网络拓扑Zigbee支持多种网络拓扑结构，包括星型、网状和混合型。
星型拓扑适用于点对点通信，网状拓扑适用于多节点之间的通信，混合型拓扑则是两者的结合。
Zigbee的网络拓扑结构灵活，可以根据实际需求来选择。
3. Zigbee安全性Zigbee协议提供了多层次的安全措施，包括加密通信、身份验证和密钥管理。
通过这些安全措施，Zigbee网络可以有效地防止未经授权的访问和信息泄露，提供了可靠的数据保护。
二、Zigbee在家居自动化中的应用1. 智能家居Zigbee作为智能家居的重要组成部分，在家庭中的应用前景广阔。
通过Zigbee协议，各种智能设备（如智能灯泡、智能门锁、温度传感器等）可以互联互通，并通过无线网络进行远程控制和监控。
智能家居带来了更加智能、便捷和舒适的生活体验。
2. 能源管理Zigbee协议在能源管理领域也有广泛的应用。
通过Zigbee无线传感器，可以实现对能源的实时监测和控制，提高能源利用效率。
同时，Zigbee还可以实现对能源设备的自动化控制，如智能电表的远程抄表和调控。
三、Zigbee在工业自动化中的应用1. 物联网工业控制Zigbee协议在工业自动化中发挥着重要的作用。
通过Zigbee无线传感器网络，可以实现对工业生产过程的实时监测和控制。
ZigBee协议栈学习总结
ZigBee协议栈学习总结近年来，物联网技术发展迅猛，智能家居、智能工厂等应用逐渐普及。
而ZigBee协议作为一种广泛应用于物联网中的低功耗、近距离、网状网络通信协议，受到了广泛的关注和应用。
在ZigBee技术中，协议栈是关键的一环。
本文将对ZigBee协议栈的相关知识进行总结。
一、ZigBee协议栈概述ZigBee协议栈是指在物联网中实现ZigBee通信的软件系统，它包含了多个层级，每个层级负责不同的功能。
ZigBee协议栈分为应用层、网络层、MAC层和物理层，通过这些层级的协同工作，实现了ZigBee设备之间的通信。
1.1 应用层在ZigBee协议栈中，应用层是最上层的一层，负责定义应用数据的传输方式和应用协议。
应用层通过上层应用与下层协议栈进行交互，将上层应用数据封装为ZigBee命令帧发送给网络层。
1.2 网络层网络层是ZigBee协议栈的中间层，负责实现设备的网络发现、路由选择和网络管理等功能。
网络层通过维护网络拓扑结构，实现了ZigBee设备之间的互联互通。
1.3 MAC层MAC层即介质访问控制层，是介于网络层和物理层之间的一层。
MAC层负责管理无线通信信道，实现了数据的可靠传输和统计信息的收集。
1.4 物理层物理层是ZigBee协议栈的最底层，负责处理物理信号的传输和接收。
物理层根据不同的频段和传输速率，将数字信号转换为模拟信号进行无线传输。
二、ZigBee协议栈的工作原理ZigBee协议栈的各层级通过相互协作，实现了物联网设备之间的通信。
协议栈从应用层开始，将上层应用数据经过各层的处理和封装，最终通过物理层进行无线传输。
在接收端，协议栈将接收到的信号依次经过物理层、MAC层、网络层和应用层的解析，最终将数据传递给上层应用进行处理。
三、ZigBee协议栈的特点和优势ZigBee协议栈相较于其他通信协议具有以下特点和优势：3.1 低功耗ZigBee协议栈采用低功耗设计，设备在待机状态下功耗非常低，能够延长设备的使用寿命。
第六章 zigbee协议栈详解
ZigBee回顾
ZigBee协议栈建立在IEEE802.15.4的PHY层和MAC子层规范之 上。
它实现了网络层（networklayer，NWK）和应用层（ applicationlayer，APL）。
在应用层内提供了应用支持子层（applicationsupportsub-layer， APS）和 ZigBee 设备对象（ZigBee Device Object，ZDO）。
学时：4
ZigBee协议栈详解
目标： 本章在向学员介绍物联网体系中传输层所使用 的相关技术，通过本课的学习，学员应该掌握 如下知识： IP协议栈的应用 WLAN无线网络应用
大纲
协议栈内部结构 IEEE802.15.4 标准和 ZigBee 协议 协议栈软件总体设计 网络层（NWK）设计 应用层 MAC 层设计 物理层（PHY）设计
ZigBee协议栈的实时性要求并不高，因此在设计任务调度程序时 ，OSAL只采用了轮询任务调度队列的方法来进行任务调度管理。
这个轮询就存在于osal_start_system( )函数中 重视优先级的调度方式
do { if (tasksEvents[idx]) // Task is highest priority that is ready. { break; }
目前 TinyOS 系统支持的平台只有 ATMEL 公司的 AVR 系列、TI 公司的 MSP430系列。由于TinyOS操作系统还没有对Chipcon公司提供CC2430开发平 台提供支持，因此，要在 CC2530 开发平台上使用 TinyOS 系统来开发 ZigBee 协议栈软件，就必须首先对 TinyOS 进行移植。
协议栈主要流程
见Zmain.c中的main函数
无线传感网络技术 第三章典型的ZIGBEE 协议栈及解决方案
该方案是将协议处理和无线射频处理集成在一个芯片上。 ✓ 早期典型的产品有TI 公司的CC2430，CC2430 使用一个8051 8 位MCU 内核，并具备128KB闪存和8KB
RAM ，可用于构建各种类型的ZIGBEE设备，包括调谐器、路由器和终端设备。CC2430片内资源丰富，包含 模数转换器(ADC) 、若干定时器、AES-128 协同处理器、看门狗定时器、32kHz 晶振的休眠模式定时器、上 电复位电路(Power-On-Reset)、掉电检测电路(Brown-out-detection)，以及21 个可编程I/O 引脚。 ✓ Freescale公司单芯片集成SOC主要有MC1321X系列芯片，该系列芯片集成了MC9S08GT MCU 和MC1320x 收发信机，闪存可以在16～60 KB 的范围内选择，符合802.15.4 标准，包括一个集成的发送/接收（T/R）开 关，可以降低对外部组件的需求，进而降低原料成本和系统总成本，支持Freescale的软件栈选项、简单MAC （SMAC）、802.15.4 MAC 和全ZIGBEE 堆栈。此外MC13211 提供16 KB 的闪存和1 KB 的RAM，非常适合 采用SMAC 软件的点到点或星形网络中的经济高效的专属应用。对于更大规模的联网，则可以使用具有32 KB 的内存和2 KB 的RAM 内存的MC13212芯片。MC13213具有60 KB 的内存和4 KB 的RAM，提供可编程 时钟、4 MHz （或更高）频率运行的标准4线SPI、外部低噪声放大器和功率放大器（PA）。 ✓ EMBER公司早期推出EM250芯片，片内含有16 位低功耗微控制器，128KB 闪存，5K RAM，2.4GHz无线射 频模块，同时提供有EmberZNet 2.1 协议栈。最新的EmberZNet 协议版本已经迭代到2.8，芯片EFR32MG13 内核为ARM Cortex-M4，可工作于2.4GHz，闪存容量为512KB，内存容量为64 KB。
zIgbee协议栈浅析
#ifndef NONWK // Since the AF isn't a task, call it's initialization routine afInit(); #endif
// Initialize the operating system osal_init_system(); // Allow interrupts osal_int_enable( INTS_ALL ); // Final board initialization InitBoard( OB_READY ); // Display information about this device zmain_dev_info(); /* Display the device info on the LCD */ #ifdef LCD_SUPPORTED zmain_lcd_init(); #endif
简介： ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协 议。 ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体 访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、 应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵 循IEEE 802.15.4标准的规定
优点： ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低 速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低 复杂度、快速、可靠、安全。 ZigBee网络中的设备可分为协调器 (Coordinator)、汇聚节点(Router)、传感器节 点(EndDevice)等三种角色
zIgbee典型的组网方式：
Z-Stack协议栈的开发 一、开发环境的搭建： 见 详细的操作方法可以打开
二、Z-Stack协议栈工程文件的介绍 下的
Source文件里存放的是我们自己编写的程序文件 和协议栈自带的OSAL_SampleApp.c、 SampleApp.c、SampleApp.h、 SampleAppHw.h 文件。这里的SampleApp.c是我们最常用的文件， 在这文件中我们可以在协议栈中加入并执行我们 自己的功能程序。
Zigbee的协议栈结构是什么？
Zigbee的协议栈结构是什么？
接下来我们再了解一下Zigbee的协议栈，如下图所示。
从上图可以看出，协议层结构分为硬件与软件，硬件层包括IEEE802.15.4定义的PHY（物理层）和MAC（介质访问层），软件层为Zigbee联盟定义的NWK（网络层）、APS（应用程序支持层）、APL（应用层）。
对于Zigbee协议栈的使用者而言，无非就是利用协议栈实现Zigbee设备组网、数据发送和数据接收功能。
智能家居开发工程师在采用Zigbee技术上一般可以通过以下两种方式实现。
一为直接采用Zigbee模块，模块与系统控制MCU通信，将要组网和数据收发功能通过Zigbee模块去实现。
这样做的优点是系统开发周期短、技术难度小、回避射频设计，缺点是成本高，体积大。
另一种为采用带有Zigbee功能的SoC，将系统应用与Zigbee系统融合为一体。
优点为集成度高、成本低;缺点为技术难度高，需要具有一定的射频设计能力。
第六章 zigbee协议栈详解
ZigBee协议栈详解
目标： 本章在向学员介绍物联网体系中传输层所使用 的相关技术，通过本课的学习，学员应该掌握 如下知识： IP协议栈的应用 WLAN无线网络应用
大纲
协议栈内部结构 IEEE802.15.4 标准和 ZigBee 协议 协议栈软件总体设计 网络层（NWK）设计 应用层 MAC 层设计 物理层（PHY）设计
原语的概念
ZigBee 协议按照开放系统互联的 7 层模型将协议分成了一系列的层结 构，各层之间通过相应的服务访问点来提供服务。这样使得处于协议中 的不同层能够根据各自的功能进行独立的运作，从而使整个协议栈的结 构变得清晰明朗。另一方面，由于 ZigBee 协议栈是一个有机的整体， 任何 ZigBee 设备要能够正确无误的工作，就要求协议栈各层之间共同 协作。因此，层与层之间的信息交互就显得十分重要。ZigBee 协议为 了实现层与层之间的关联，采用了称为服务“原语”的操作。
Zigbee绑定操作
ZigBee协议ห้องสมุดไป่ตู้各层帧结构之间的关系
在 ZigBee 协议栈中，任何通信数据都是利用帧的格式来组织的 。协议栈的每一层都有特定的帧结构。当应用程序需要发送数 据时，它将通过 APS 数据实体发送数据请求到 APS。随后在它 下面的每一层都会为数据附加相应的帧头，组成要发送的帧信 息。
分裂、重新组装和可靠数据传输 地址映射来自于64位IEEE地址和16位网络地址
ZigBee 设备对象（ZDO）
负责定义网络中设备的角色，如：协调器或者终端设备 对绑定请求的初始化或者响应。 在网络设备之间建立安全联系 在网络中发现设备和决定供给哪个应用服务
实现这些功能，ZDO 使用 APS 层的 APSDE-SAP 和网络 层的 NLME-SAP。ZDO 是特殊的应用对象，它在端点 (endpoint)0 上实现。
zigbee协议栈
zigbee协议栈
ZigBee协议栈是一种低功耗、近距离、无线通信协议，
它以IEEE 802.15.4标准为基础，支持点对点和星形拓扑网络。
ZigBee协议栈分为物理层、MAC层、网络层和应用层。
物理层：ZigBee的物理层工作于2.4GHz带宽，提供了
16个信道，可以在不同频段工作。
此外，它还支持双向数据
传输、自适应，能够自动优化网络性能。
物理层与MAC层之间的接口在帧结构中定义。
MAC层：ZigBee MAC层是机制，它负责管理网络的访问
控制、组织网络拓扑结构等。
在ZigBee中，通信是按照设备
类型进行的，有一些设备被指定为“协调器”，这些设备负责管理网络中的资源，调度传输时间等。
网络层：ZigBee网络层的主要职责是管理设备之间的通信，为应用层提供稳定的通信基础。
它提供了一组缺省的网络协议，可以在多种不同环境下使用。
应用层：ZigBee应用层是通过使用设备描述文件来定义
应用层协议和服务的标准集合。
通过设备描述文件（或“簇”），应用程序可以访问底层硬件和网络服务。
总之，ZigBee协议栈是一种广泛应用于安防、能源管理、自动化等领域的低功耗、近距离、无线通信协议，能够支持多种应用需求，有着良好的安全性和稳定性。
ZigBee协议栈OSAL介绍
讨论ZigBee协议栈的构成以及内部OSAL的工作机理。
ZigBee协议栈OSAL介绍操作系统抽象层OSAL常用术语：1.资源（Resource）：任何任务所占用的实体都叫资源，如变量、数组、结构体2.共享资源（Shared Resource）：两个或两个以上任务使用的资源，为防止破坏资源，任务在操作共享资源时是独占状态。
3.任务（Task）：即线程，简单的程序的执行过程。
任务设计时将问题尽可能分成多个任务，每个任务独立完成某项功能，同时赋予优先级、CPU寄存器和堆栈空间。
一般一个任务设计为一个无限循环。
4.多任务运行（Muti-task Running）：其实同一时刻只有一个任务运行。
5.内核（Kernel）：内核负责管理各个任务。
包括：分配CPU时间；任务调度；任务间的通信。
6.互斥（Mutual Exclusion）：多任务通信最常用方法是共享数据结构。
保护共享资源常用的方法：关中断；使用测试并置位指令（T&S指令）；禁止任务切换；使用信号量；7.消息队列（Message Queue）：用于任务间传递消息。
OSAL提供如下功能：任务注册、初始化和启动；任务间的同步、互斥；中断处理；储存器分配和管理；OSAL运行机理：OSAL就是一种支持多任务运行的系统资源分配机制。
OSAL是一种基于事件驱动的轮询式操作系统。
、void osal_start_system(void)是ZigBee协议栈的灵魂，不断的查看事件列表，如果有事件发生就调用相应的事件处理函数。
SYS_EVENT_MSG是一个事件集合，是由协议栈定义的事件，即系统强制事件（Mandatory Events），它的定义为：#define SYS_EVENT_MSG 0x8000；它包含如下事件：AF_INCOMING_MSG_CMD 收到一个新的无线数据ZDO_STATE_CHANGE 网络状态发生变化事件，利用它判断终端加入网络后何时向协调器发送数据包。
zigbee协议栈
第六章 通信标准
Zigee协议
ZigBee协议中定义了三种设备：ZigBee协调器、ZigBee路由器 和ZigBee终端设备：
ZigBee协调器，它负责建立并启动一个网络，包括选择合适的射 频信道、唯一的网络标识符等一系列操作。 ZigBee路由器作为远程设备之间的中继器来进行通信，能够拓展 网络的范围，负责搜寻网络，并在任意两个设备之间建立端到端的 传输。 ZigBee终端设备作为网络中的终端节点，负责数据的采集。
第六章 通信标准
IEEE 802.15.4标准——物理层
3）物理层功能的实现
所有的物理层服务均是通过物理层服务访问接口实现的，数据服务是 通过物理层数据访问接口（PD-SAP）实现的，管理服务则是通过物 理层管理实体访问接口（PLME-SAP）实现的，每个接口都提供了相 关的访问原语。 （1）信号的发送接收与编解码 （2）物理信道的能量监测（Energy Detection，ED） （3）射频收发器的激活和关闭 （4）空闲信道评估（Clear Channel Assessment，CCA） （5）链路质量指示（LQI） （6）物理层属性参数的获取与设置
在 初 始 化 后 ， 对 于 基 于 时 槽 的 CSMA/CA算法，先定位到回退时间的 边界，然后等待指定的时间，开始信 道探测，直到信道为空闲，然后在等 CW个回退周期长度，最后发送数据。 发送程序必须确保当前的数据可以在 CAP期间完成，才会进行发送，否则 将保存到下一个超帧中发送。
第六章 e协议
ZigBee技术是一种面向自动化和无线控制的价格低廉、能耗小的无线 网络协议，IEEE 802.15.4技术的出现推动了它在工业、农业、军事、 医疗等专业领域的应用。ZigBee技术建立在IEEE 802.15.4协议之上， 根据ZigBee联盟的规范，ZigBee在IEEE 802.15.4的基础上扩展了网络 层和应用层，其协议栈如图
ZigBee协议栈中文说明
Z igbee协议栈中文说明1.概述1.1解析ZigBee堆栈架构ZigBee堆栈是在IEEE802.15.4标准基础上建立的，定义了协议的MAC和PHY层。
ZigBee设备应该包括IEEE802.15.4(该标准定义了RF射频以及与相邻设备之间的通信)的PHY和MAC层，以及ZigBee堆栈层：网络层(NWK)、应用层和安全服务提供层。
图1-1给出了这些组件的概况。
ZigBee堆栈层1.1.1ZigBee1.1.1每个ZigBee设备都与一个特定模板有关，可能是公共模板或私有模板。
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。
公共模板可以确保不同供应商的设备在相同应用领域中的互操作性。
设备是由模板定义的，并以应用对象(Application Objects)的形式实现(见图1-1)。
每个应用对象通过一个端点连接到ZigBee堆栈的余下部分，它们都是器件中可寻址的组件图1-1zigbe堆栈框架从应用角度看，通信的本质就是端点到端点的连接(例如，一个带开关组件的设备与带一个或多个灯组件的远端设备进行通信，目的是将这些灯点亮)。
端点之间的通信是通过称之为簇的数据结构实现的。
这些簇是应用对象之间共享信息所需的全部属性的容器，在特殊应用中使用的簇在模板中有定义。
图1-1-2就是设备及其接口的一个例子：图1-1-2每个接口都能接收(用于输入)或发送(用于输出)簇格式的数据。
一共有二个特殊的端点，即端点0和端点255。
端点0用于整个ZigBee设备的配置和管理。
应用程序可以通过端点0与ZigBee堆栈的其它层通信，从而实现对这些层的初始化和配置。
附属在端点0的对象被称为ZigBee设备对象(ZD0)。
端点255用于向所有端点的广播。
端点241到254是保留端点。
所有端点都使用应用支持子层(APS)提供的服务。
APS通过网络层和安全服务提供层与端点相接，并为数据传送、安全和绑定提供服务，因此能够适配不同但兼容的设备，比如带灯的开关。
《2024年ZigBee协议栈的分析与设计》范文
《ZigBee协议栈的分析与设计》篇一一、引言随着物联网技术的不断发展，无线通信技术也得到了广泛的应用。
ZigBee作为一种基于IEEE 802.15.4标准的低速无线个人区域网络通讯协议，具有低功耗、低成本、覆盖范围广等优点，被广泛应用于智能家居、工业控制、环境监测等领域。
本文将对ZigBee协议栈进行分析与设计，以便更好地理解和应用ZigBee 协议。
二、ZigBee协议栈概述ZigBee协议栈是一种为基于IEEE 802.15.4标准的无线个人区域网络（WPAN）设计的协议栈。
它包括物理层（PHY）、媒体访问控制层（MAC）以及网络层（NWK）和应用层（APL）。
物理层负责无线信号的发送和接收；媒体访问控制层负责解决无线信道访问冲突问题；网络层负责设备之间的网络连接和路由；应用层则提供了丰富的应用接口，方便用户开发应用。
三、ZigBee协议栈分析1. 物理层分析物理层是ZigBee协议栈的基础，它定义了无线信号的传输方式和参数。
在ZigBee中，物理层支持多种传输速率和频段，可以根据实际需求进行选择。
此外，物理层还负责信号的调制、解调、扩频等操作，以保证无线信号的可靠传输。
2. MAC层分析MAC层负责解决无线信道访问冲突问题，它采用了CSMA-CA（载波监听多路访问/冲突避免）机制。
这种机制可以有效地避免信道冲突，提高无线网络的性能。
此外，MAC层还提供了数据传输服务、信道管理等功能。
3. 网络层分析网络层负责设备之间的网络连接和路由。
它采用了基于IEEE 802.15.4标准的地址分配和管理机制，可以实现设备之间的自动组网和路由选择。
此外，网络层还提供了API接口，方便用户开发应用。
四、ZigBee协议栈设计1. 设计目标ZigBee协议栈的设计目标是在保证无线通信可靠性的前提下，尽可能地降低功耗和成本。
因此，在设计中需要充分考虑设备的功耗、成本、可靠性等因素。
2. 设计原则（1）模块化设计：将协议栈分为不同的模块，每个模块负责不同的功能，方便开发和维护。
zigbee协议栈
zigbee协议栈Zigbee协议栈是一种基于IEEE 802.15.4无线技术的低功耗通信协议，用于构建无线传感器网络和物联网设备。
它由几个层次的协议组成，包括物理层、MAC层、网络层和应用层。
物理层是Zigbee协议栈的最底层，负责无线信号传输和接收。
它定义了无线模块和设备的硬件要求，包括频率、调制方式、传输速率等。
在物理层之上是MAC层，负责网络节点之间的数据传输和管理。
它提供了一系列函数，用于数据包的发送和接收，以及网络节点的寻址和路由。
网络层位于MAC层之上，负责整个网络的拓扑结构和数据路由。
每个节点都有一个唯一的网络地址，用于标识和寻址。
网络层使用路由算法决定最佳的数据传输路径，以确保数据的可靠传输。
最上层是应用层，这是开发人员编写应用程序的层次。
它提供了一系列应用程序程序接口（API），用于数据的发送和接收。
开发人员可以利用这些API实现各种应用程序，如传感器数据采集、远程控制等。
Zigbee协议栈具有以下几个特点。
第一，低功耗。
由于无线传感器网络和物联网设备通常是由电池供电，因此低功耗是一个非常重要的设计考虑。
Zigbee协议栈通过最小化数据传输以及使用睡眠和唤醒机制来实现低功耗。
第二，短距离通信。
Zigbee协议栈的设计目标是用于部署在短距离范围内的网络，通常不超过100米。
这使得它非常适用于家庭自动化、智能电网等场景。
第三，高可靠性。
Zigbee协议栈支持多路径数据传输，以确保数据能够在网络中快速可靠地传输。
此外，它还支持自动路由和包重传机制，以应对网络中节点的故障或丢失。
第四，安全性。
Zigbee协议栈支持数据加密和身份验证功能，确保数据在传输过程中的保密性和完整性。
这对于保护物联网设备和网络免受黑客攻击非常重要。
总的来说，Zigbee协议栈是一种可靠、低功耗、安全的通信协议，适用于构建无线传感器网络和物联网设备。
它的设计目标是满足家庭自动化、智能电网等应用场景中的通信需求。
见过的最浅显易懂的ZigBee协议栈解析
见过的最浅显易懂的ZigBee协议栈解析ZigBee技术是物联网领域最常用的无线技术之一，如果我们要做基于ZigBee技术的物联网应用，最好对ZigBee协议栈有一个基本的了解。
这篇文章对ZigBee协议栈做一个简单明了的介绍。
概述本文准备介绍的ZigBee协议栈是ZigBee2007，也是目前业界最常用的标准版本，对于ZigBee协议栈的演进历程，可以参加《5分钟了解Zigbee的前世今生》。
ZigBee协议栈可以分为四层：物理层（PHY）、媒体访问控制层（MAC）、网络层（NWK）及应用层（APL）。
如图所示，粉色的部分是由IEEE标准中定义的，浅蓝色部分是由ZigBee联盟规定的，黄色部分是由设备厂商自行定义。
ZigBee协议栈图示在ZigBee协议栈的图示中，我们还可以发现有很多圆角矩形，都带有SAP的字样。
SAP的意思就是服务接入点（Service Access Point）的意思，是协议栈层与层之间的接口，协议栈都是分层结构的，接口就是层与层之间的沟通渠道。
协议栈相邻的上下层之间一般都有两个接口，也就是两个SAP。
名字中带字母D的SAP是数据接口，负责层间数据传输；名字中带字母M的SAP是管理接口，供上层或协议栈的管理平面对该层进行控制，比如进行一些参数配置，或读取状态等。
PHY & MAC & NWKZigBee2007协议栈的物理层及MAC层都是IEEE802.5.14-2003标准中定义的。
PHY层（物理层）规定了所使用的频段，以及所使用的编码、调制、扩频、调频等无线传输技术；有了物理层，就有了一个实现点到点之间的信号发射与接收的基础，没有物理层协议，设备间是根本没有办法通信的，有可能都不在一个频段上。
MAC层的主要作用规定了无线信道的访问控制机制，也就是规定各个设备按照什么规矩轮流使用信道；如果没有MAC层协议，节点一多，大家没有个规矩，就会发生信号冲突，谁都没法正常传输数据了。
ZigBee协议栈的分析与设计
ZigBee协议栈的分析与设计ZigBee协议栈的分析与设计引言随着物联网的不断发展，无线传感器网络（WSN）得到了广泛的应用。
ZigBee作为一种低功耗、短距离、低带宽的无线通信协议，逐渐成为物联网中最受欢迎的通信协议之一。
本文将对ZigBee协议栈进行深入的分析与设计，以期更好地理解其工作原理并提供一种优化方案。
一、ZigBee协议栈的结构与功能1. ZigBee协议栈结构ZigBee协议栈由两部分组成：上层和下层。
上层包括应用层（Application Layer）、网络层（Network Layer）和安全层（Security Layer）。
下层包括物理层（Physical Layer）和介质访问控制层（Media Access Control Layer）。
2. ZigBee协议栈功能- 物理层（Physical Layer）：负责将数据转换为无线信号，通过无线传输介质进行通信。
ZigBee协议栈支持多种物理层标准，例如2.4GHz、900MHz和868MHz等。
- 介质访问控制层（Media Access Control Layer）：负责数据帧的分发和接收，同时处理多跳中继和协议转发。
- 网络层（Network Layer）：提供网络拓扑管理、路由选择、数据包传输和安全性等功能。
ZigBee协议栈使用了Ad-hoc On-Demand Distance Vector（AODV）路由协议来实现自组网和动态路由选择。
- 应用层（Application Layer）：定义应用程序的协议和接口，包括设备发现、网络配置、设备控制等功能。
- 安全层（Security Layer）：提供数据加密和认证等安全机制，确保通信的可靠性和机密性。
二、ZigBee协议栈的分析1. 物理层分析ZigBee协议栈采用低功耗、短距离的射频通信技术。
2.4GHz频段是其最常用的无线传输介质，具有广泛的应用领域。
ZigBee协议栈使用了Direct Sequence Spread Spectrum （DSSS）技术来提高抗干扰性能。
6-Zigbee协议栈
ZigBee/IEEE802.15.4规格架构
IEEE 802.15.4无线个人局域网络的架构
• 一般在IEEE 802.15.4网络拓朴上，功能方面又可区分为两 种型态
– 全功能装置(Full-Function Device；FFD) • FFD之节点具备控制器之功能提供资料交换
– 精简型装置(Reduced-Function Device；RFD) • RFD则是只能单纯地传送资料给予FFD或是从FFD接 受简单资料。RFD多用在简单的电灯开关或是感测节 点的侦测上。
– Include目录下主要包含各个硬件模块的头文 件，
– Target 目录下的文件是跟硬件平台相关的。
• (3)MAC
– 包含MAC层的参数配置文件及其MAC的 LIB库的函数接口文件
TI Z-Stack软件架构
• （4）MT:监控调试层目录
– 该目录下的文件主要用于调试目的，及实现通 过串口调试各层，与各层进行直接交互。
• 将数百个sensor布署于森林中，以对任何火灾地点的判定提供最快的讯 息。
• sensor network能提供遭受化学污染的位置及检定出何种化学污染，不 需要人亲自冒险进入受污染区。
• 水灾判定。 • 监测空气污染、水污染及土壤污染。 • 生态上的监控，例如生物栖息地与觅食习惯。
TI Z-Stack简介
TI Z-Stack软件架构
• Z-Stack的main函数在ZMain.c中，总体上来 说，它一共做了两件工作，一个是系统初 始化，即由启动代码来初始化硬件系统和 软件构架需要的各个模块，另外一个就是 开始执行操作系统实体 。
TI Z-Stack软件架构
• 在项目中组织Z-Stack文件
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网络协议
网络协议的层次结构如下：｛此为ISO（国际标准化组织）制
定的OSI网络协议七层模型｝
物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层 物理连接，电缆，网卡，串口并口 以帧为单位传输数据，主要任务是建立数据封装及链接 网络网络之间的通信问题，提供路由，即最佳路径 解决传输数据质量问题，提供可靠的端到端的数据传输 会话连接到传输连接的映射，数据传送，会画连接的恢复和释放，会 画管理，令牌管理和活动管理 数据语法转换，语法表示，数据压缩和数据加密 直接面对用户的具体应用，包含用户应用程序执行通信任务所需要的
IEEE802.15.4
以帧为单位 传输数据
IEEE 802.15.4标准只定义了PHY层和数据链路层的MAC子层 （数据链路层进一步划分为MAC和LLC两个子层，MAC子层使用物理 层提供的服务实现设备之间的数据帧传输）
PHY层由射频收发器以及底层的控制模块构成 MAC子层为高层访问物理信道提供点到点通信的服务接口
zigbee
Z-stack流程图
zigbee
主函数
协议栈已经放在了库文件当中，是通用文件 main函数存在于Zmain函数当中，先是从main函数开始运行的，main函数实现 的功能是，初始化硬件、初始化网络（加入/创建网络）、初始化任务列表、进 入任务处理循环 int main( )主函数实现硬件的初始化其中包括 关总中断osal_int_disable( INTS_ALL ) 初始化板上硬件设置HAL_BOARD_INIT( ) 初始化I/O口InitBoard( OB_COLD ) 初始化HAL层驱动HalDriverInit( ) 初始化非易失性存储器sal_nv_init( NULL ) 初始化MAC层ZMacInit( ) 分配64位地址zmain_ext_addr( ) 初始化操作系统osal_init_system( )等
一是进行任务初始化 二是处理任务事件
zigbee
一、任务初始化主要步骤如下： （1）初始化应用服务变量。 const pTaskEventHandlerFn tasksArr[ ]数组定义系统提供的应用服务和用户 服务变量 （2）分配任务ID和分配堆栈内存 void osalInitTasks( void )主要功能是通过调用osal_mem_alloc( )函数给各个 任务分配内存空间，和给各个已定义任务指定唯一的标识号
（3）在AF层注册应用对象 通过填入endPointDesc_t数据格式的EndPoint变量，调用 afRegister( )在AF 层注册EndPoint应用对象。 通过在AF层注册应用对象的信息，告知系统 afAddrType_t地址类型数据包的路由端点
zigbee
（4）注册相应的OSAL或者HAL系统服务
MAC子层
MAC层帧结构的设计目标是用最低复杂度实现数据可靠传输 每个 MAC子层的帧都由帧头、负载和帧尾三部分组成 # 帧头由帧控制信息、帧序列号和地址信息组成 # 负载（数据）具有可变长度，具体内容由帧类型决定 # 帧尾是帧头和负载数据的16位CRC校验序列
IEEE802.15.4
IEEE 802.15.4网络共定义了四种类型的帧：信标帧，数据 帧，确认帧和MAC命令帧
协议和功能
网络协议
： TCP/IP结构对应OSI结构
TCP/IP OSI
应用层
应用层 表示层 会话层
传输层 网络层 数据链路层
主机到主机层（TCP） 网络层（IP） 网络接口层
物理层
网络拓扑结构
定义
在计算机网络中指设备和线路的安排或布局在地理 网络中指网络要素之间的连接（即计算机是以何种 方式连接在一起的）
浅谈zigbee技术
蒋佳君contents Nhomakorabea• 网络协议及网络拓扑结构
• IEEE802.15.4及Zigbee
• zigbee芯片及模块
网络协议
定义
网络协议是指为了实现计算机间的通信而设计的一 组规则, 它规定了通信时信息必须采用的格式和这 些格式的意义
一个网络协议至少包括三要素: 语法 用来规定信息格式；数据及控制信息的格式、编码及信号电平等
Zigbee协议栈
TI公司开发的Z-Stack是ZigBee协议栈，并且经过了ZigBee联盟的认 可而为全球众多开发商所广泛采用（下面我们重点讨论Z-Stack ，我 们没必要弄懂zigbee协议栈所有源代码，所谓开发或应用主要是对主 函数及操作系统的修改应用，许多库函数据项目要求而做修改即可）
TI公司的Z-Stack协议栈装载在一个基于IAR开发环境的工程里
IEEE802.15.4
IEEE802.15.4网络的建立过程
首先，每个设备的协议栈必须要对其PHY和MAC层初始化
每个网络必须有一个也只能有一个PAN Co-ordinator PAN ID作为网络标识，可以被人为的预定义 除64位IEEE MAC 地址外，还须分配一个16位的短地址 例如Zigbee技术选择2.4GHz
中心系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪
网络拓扑结构
环型拓扑结构（这种结构消除了端用户通信时对中心
系统的依赖性）：
abcde五个节点组成的环型结构，数据由a到d时 路径为a->b->c->d->e->a d接收到数据后，在数据上做一个标记，传给e，再传给a， a则知道d接收到了数据
可靠性低，一个节点故障，将会造成全网瘫痪
zigbee
OSAL程序流程图
OSAL是协议栈的核心
Z-stack的任何一个子系统都作为 OSAL的一个任务，因此在开发应用层 的时候，必须通过创建OSAL任务来运 行应用程序 通过osalInitTasks( )函数创建OSAL任 务，其中TaskID为每个任务的唯一标 识号 任何OSAL任务必须分为两步：
1）信标帧 信标帧的负载数据单元由四部分组成：超帧描述字段、GTS分配字段、 待转发数据目标地址字段和信标帧负载数据 2）数据帧 数据帧用来传输上层发到MAC子层的数据，它的负载字段包含了上层 需要传送的数据 3）确认帧 如果设备收到请求位被置1，设备需要回应一个确认帧，确认帧的序列 号应该与被确认帧的序列号相同，并且负载长度应该为零 4）命令帧 MAC命令帧用于组建PAN网络，传输同步数据等，主要完成三方面的 功能：把设备关联到PAN网络，与协调器交换数据，分配GTS
设备以Co-ordinator的模式启动，然后就开放请求应答
有可以利用的Co-ordinator，设备就可以申请加入网络
设备被Co-ordinator接受，将获得短地址作为标识，便可 传输数据
zigbee
定义
Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词，根据这个 协议规定的一种短距离、低功耗的无线通信技术
硬件初始化需要根据HAL文件夹中的hal_board_cfg.h（头文件）文件 配置寄存器8051的寄存器（比如说哪些I/O口与什么硬件相连）
zigbee
OSAL系统
顺利完成上述初始化后，开中断执行osal_start_system( )函数开始运行 OSAL系统 该任务调度函数按照优先级检测各个任务是否就绪，如果存在就绪的任务则 调用tasksArr[ ]中相对应的任务处理函数去处理该事件，直到执行完所有就绪 的任务 如果任务列表中没有就绪的任务，则可以使处理器进入睡眠状态实现低功耗 osal_start_system( )一旦执行，则不再返回Main( )函数
只要一段线路发生故障，整个网络会瘫痪（现在不怎么用了）
网络拓扑结构
星型拓扑结构（现在最流行的）：网络有中央节点，其他
节点（工作站、服务器）都与中央节点直接相连
中央节点（中央节点相当复杂，负担比各节点重）执行集中式通信控制 策略，在星型网中任何两个节点要进行通信都必须经过中央节点控制 中央节点的主要功能有三项： 1检查是否有空闲的通路，从而建立双方的物理连接 2能维持通信通道 3能拆除通信通道
语义 用来说明通信双方应当怎么做；用于协调与差错处理的控制信息 定时 （时序）定义了何时进行通信，先讲什么，后讲什么，讲话的速
度等。比如是采用同步传输还是异步传输
网络协议
常见的协议有：TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议
TCP/IP协议：IP协议、TCP协议名称的组合 通过局域网访问互联网，就要详细设置IP地址，网关，子网 掩码，DNS服务器等参数 NetBEUI：是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，不 需要进行设置，适合于在“网络邻居”传送数据 IPX/SPX协议：联机的游戏都支持IPX/SPX协议，这些游戏 通过IPX/SPX协议更省事，因为根本不需要任何设置（比 TCP/IP省事）
IEEE802.15.4
前面提到IEEE802.15.4支持星型和点对点两种网络拓扑结构
设备发送数据给协调器、协调器发送数据给设备、对等设备之间的数据 传输（星型拓扑网络中只存在前两种数据传输方式，因为数据只在协调 器和设备之间交换；而在点对点拓扑网络中，三种数据传输方式都存在）
点对点网络的形成
任意两设备只要能彼此收到对方的无线信号，就可以进行直接通信，不 需要其他设备的转发 但点对点网络中仍然需要一个网络协调器，不过该协调器的功能不再是 为其他设备转发数据，而是完成设备注册和访问控制等基本的网络管理 功能。由点对点传输方式构成了网状网拓扑结构
网络拓扑结构分为3种:总线型，星型，环型
总线型
星型
环型
网络拓扑结构
总线型拓扑结构：所有计算机连接在一根总线上
每个节点网络接口板硬件均具有收、发功能 接收器接收总线上串行信息并转换成并行信息送到PC工作站 发送器是将并行信息转换成串行信息后广播发送到总线上 总线上发送的目的地址与某节点的接口地址相符时，该节点的接收器便接 收信息
IEEE802.15.4