Zigbee无线通讯网路简介

• 终端机(Device):网络的最终端节点有时也称为End Device通常只负责发送与接
收数据,可为RFD或FFD
• 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
• IEEE 802.15.4网络拓朴上，可以包含三种角色：
• 个人局域网络协调者(PAN 协调者):主要作为中央控制用,负责型成网络拓朴,协 调网络中各成员之流量, PAN 协调者需为FFD来担任 • 路由器:负责管控一部份网络成员的流量,发送与接收控制命令与发送数据,是管 理权限最高的装置,亦须由 FFD来担任
– 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。
IEEE 802.15.4网络拓朴图
星状拓朴
对等式拓朴
• Zigbee Alliance\IEEE 802.15.4
– 物理层管理服务(PHY management service)：
• 透过物理层管理物理(PLME)服务的存取点(PLME-SAP)为物理层 管理提供服务。
IEEE 802.15.4物理层结构模型
• Zigbee Alliance\IEEE 802.15.4
• IEEE 802.15.4 无线个人局域网络的架构
2400.0
• 2.4GHz波段为全球统一,及无需申请之全球通用ISM频段,有助于zigbee 的推广以及降低成本 • 2.4G物理层之特性:
• 250Kbps之数据传输数率,提高数据传输量以及降低传输延迟,因而更加
省电
• 在物理层中存在有数据服务存取点和物理层管理物理服务的存取点。 • 透过这两个服务存取点来提供如下服务： – 物理层数据存取服务(PHY data service)： • 透过物理层数据服务存取点(PD-SAP，Server Access Point)为物 理层数据提供服务。
• Zigbee Alliance\IEEE 802.15.4
• IEEE 802.15.4 无线个人局域网络的架构
• 物理层(PHY)-IEEE802.15.4 • 媒体存取控制层(MAC)-IEEE802.15.4 • Zigbee网络层 • Zigbee应用层 • Zigbee协议堆栈
Zigbee无线通讯网路简介
目录
• Zigbee Alliance\IEEE802.15.4 • 无线个人局域网络的架构 • 物理层(PHY)-IEEE802.15.4 • 媒体存取层(MAC)-IEEE802.15.4 • Zigbee网络层 • Zigbee应用层 • Zigbee协议堆栈
Zigbee Alliance\IEEE 802.15.4
• Zigbee的命名自于蜜蜂，蜜蜂成群飞行的样子看似混乱，但实际上蜜蜂是将花 与其它蜜蜂的信息互相传递，Zigbee技术则是将此模拟，将A装置的讯号无线 传递给B装置。
• Zigbee的技术包含了两种不同的组织所制定的通讯规范:
• 一则是 IEEE802.15.4协议，定义了物理层(PHY) ，媒体存取控制层(MAC) 。 • 另一则是Zigbee Alliance 所主导之标准，定义了网络层(Network Layer NWK) ， 安全层(Security Layer) ，应用层(Application Layer) 。
• 物理层(PHY)-IEEE802.15.4 • 媒体存取控制层(MAC)-IEEE802.15.4 • Zigbee网络层 • Zigbee应用层 • Zigbee协议堆栈
• 在媒体存取控制层两个不同服务的存取点提供两种不同的媒体存取控 制子层服务。 – 媒体存取控制资料服务(MAC data service) – 媒体存取控制管理服务(MAC management service)
• IEEE 802.15.4无线个人局域网络的架构
• 物理层(PHY)-IEEE802.15.4 • 媒体存取层(MAC)-IEEE802.15.4 • Zigbee网络层 • Zigbee应用层 • Zigbee协议堆栈
物理层 (PHY) - IEEEBiblioteka Baidu802.15.4
• ZigBee的通信频率在物理层规范。 • ZigBee根据不同的国家、地区，为其提供了不同的工作频率范围，分 别为2.4 GHz和868／915 MHz。 • IEEE 802.15.4定义了两个物理层标准，分别是2.4 GHz物理层和868／ 915 MHz物理层。 • 两个物理层都基于直接序列展频(DSSS，Direct Sequence Spread Spectrum)技术。
Zigbee技术可应用的领域
ZigBee/IEEE802.15.4规格架构
• Zigbee Alliance\IEEE 802.15.4
• IEEE 802.15.4无线个人局域网络的架构
• 物理层(PHY)-IEEE802.15.4 • 媒体存取层(MAC)-IEEE802.15.4 • Zigbee网络层 • Zigbee应用层 • Zigbee协议堆栈
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。
ZigBee无线通道的组成表
通道间隔， MHz 频率上限， MHz 868.6 2 928.0 频率下限， MHz 868.0 902.0
通道编号 K-0 K-1,2,3，…，10
中心频率，MHz 868.3 906+2(K-1)
K-11,12,13，…，26
2401+5(K-11)
5
2483.5