ZigBee协议栈原理简介
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技术文档0 zigbee协议栈基础概念简介
一、ZigBee之基本概念物联网的定义是：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，以实现对物体的智能化识别、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，要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)。
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。
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体中的通信网络。
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。
主要适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，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
IEEE 802.15.4是一个低速率无线个人局域网(Low Rate Wireless PersonalArea Networks，LR-WPAN)标准。
该标准定义了物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)。
这种低速率无线个人局域网的网络结构简单、成本低廉、具有有限的功率和灵活的吞吐量。
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。
zigbee工作原理
zigbee工作原理Zigbee工作原理。
Zigbee是一种用于无线通信的低功耗、短距离、低速率的通信技术，它在物联网和传感器网络中得到了广泛的应用。
Zigbee的工作原理主要包括网络拓扑结构、通信原理和协议栈等方面。
下面将对Zigbee的工作原理进行详细介绍。
首先，Zigbee的网络拓扑结构分为星型结构、网状结构和混合结构三种。
在星型结构中，所有的设备都直接连接到一个集中控制器，适用于设备数量较少、通信距离较近的场景；在网状结构中，设备之间可以相互通信，适用于设备数量较多、通信距离较远的场景；混合结构则是星型结构和网状结构的结合，可以根据实际情况进行灵活配置。
其次，Zigbee的通信原理是基于IEEE 802.15.4标准的，工作在2.4GHz频段，具有低功耗、低速率和短距离的特点。
Zigbee采用了直接序列扩频（DSSS）调制技术和短数据帧结构，能够在干扰环境下保持较好的通信质量。
此外，Zigbee还采用了CSMA/CA（载波监听多点接入/碰撞避免）机制来提高通信的可靠性和稳定性。
再次，Zigbee的协议栈包括物理层、MAC层、网络层和应用层四个部分。
物理层负责无线信号的调制解调和射频传输，MAC层负责数据的帧格式、接入机制和能耗管理，网络层负责路由选择和网络管理，应用层则负责定义具体的应用协议和数据格式。
这四个部分共同组成了Zigbee的通信协议栈，保证了Zigbee设备之间的正常通信和数据交换。
总的来说，Zigbee作为一种低功耗、短距离、低速率的无线通信技术，具有灵活的网络拓扑结构、稳定的通信原理和完善的协议栈，适用于物联网和传感器网络等领域。
通过对Zigbee的工作原理进行深入了解，可以更好地应用和优化Zigbee 技术，推动物联网和智能化领域的发展。
zigbee协议栈深入详解
zigbee协议栈2010-03-10 15:11zigbee协议栈结构由一些层构成，每个层都有一套特定的服务方法和上一层连接。
数据实体(data entity)提供数据的传输服务，而管理实体(managenmententity)提供所有的服务类型。
每个层的服务实体通过服务接入点(Service AccessPoint．SAP)和上一层相接，每个SAP提供大量服务方法来完成相应的操作。
ZigBee协议栈基于标准的OSI七层模型，但只是在相关的范围来定义一些相应层来完成特定的任务。
IEEE 802．15．4—2003标准定义了下面的两个层：物理层(PHY层)和媒介层(MAC层)。
ZigBee联盟在此基础上建立了网络层(NWK 层)以及应用层(APL层)的框架(framework)。
APL层又包括应用支持子层(Application Support Sub—layer，APS)、ZigBee的设备对象(ZigBee Device 0bjects。
ZD0)以及制造商定义的应用对象。
1物理层(PHY)IEEE802．15．4协议的物理层是协议的最底层，承担着和外界直接作用的任务。
它采用扩频通信的调制方式，控制RF收发器工作，信号传输距离约为50m(室内)或150m(室外)。
IEEE802．15．4．2003有两个PHY层，提供两个独立的频率段：868／915MHz 和2．4GHz。
868／915MHz频段包括欧洲使用的868MHz频段以及美国和澳大利亚使用的915MHz频段，2．4GHz频段世界通用。
2媒体访问控制层(MAC)MAC层遵循IEEE802．15．4协议，负责设备间无线数据链路的建立、维护和结束，确认模式的数据传送和接收，可选时隙，实现低延迟传输，支持各种网络拓扑结构，网络中每个设备为16位地址寻址。
它可完成对无线物理信道的接入过程管理，包括以下几方面：网络协调器(coordinator)产生网络信标、网络中设备与网络信标同步、完成PAN的入网和脱离网络过程、网络安全控制、利用CSMA—CA机制进行信道接入控制、处理和维持GTS(Guaranteed Time Slot)机制、在两个对等的MAC实体间提供可靠的链路连接。
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 解决方案
Zigbee 解决方案1. 引言Zigbee 是一种低功耗、低数据速率、短距离无线通信协议，广泛应用于物联网（IoT）领域。
它提供了一种简单、可靠的无线连接方式，使得设备能够方便地进行通信和协作。
本文将介绍 Zigbee 的基本原理、应用场景以及一些常见的解决方案。
2. Zigbee 基本原理Zigbee 协议基于 IEEE 802.15.4 标准，工作于2.4 GHz、900 MHz 或 868 MHz的无线频段。
它采用了网状拓扑结构，其中一个设备作为协调器（Coordinator），其他设备则是协调器的子设备。
Zigbee 设备之间通过无线信道进行数据传输，可以实现点对点、点对多点或多对多的通信。
Zigbee 协议支持低功耗通信，使得设备能够长时间运行，从而适用于很多需要长期监测或控制的应用场景。
此外，Zigbee 还具有自组织和自修复的能力，当有新设备加入网络或有设备离开时，Zigbee 网络能够自动重新配置，保持网络的稳定性。
3. Zigbee 应用场景Zigbee 技术在许多领域都得到了广泛的应用，下面介绍几个常见的应用场景：3.1 智能家居智能家居系统利用 Zigbee 技术，能够将各种设备如灯具、空调、窗帘等连接到一个智能网络中。
通过智能手机或其他控制设备，用户可以方便地对家居设备进行远程控制。
此外，智能家居系统还支持各种智能场景设置，如定时开关灯、智能安防等。
3.2 工业自动化在工业自动化领域，Zigbee 技术可以用于构建无线传感器网络（WSN），实现实时监测和控制。
例如，在工厂中布置 Zigbee 传感器，可以监测温度、湿度、压力等参数，并将数据实时传输给控制中心。
这样的无线传感器网络具有自组织和低功耗的特点，可以大大简化工厂的布线和管理。
3.3 物流追踪物流追踪是 Zigbee 技术的另一个重要应用领域。
通过在物品上安装小型的Zigbee 设备，可以实现对物品的实时监控和追踪。
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。
zigbee学习之路（十二）：zigbee协议原理介绍
zigbee学习之路（⼗⼆）：zigbee协议原理介绍⼀.前⾔从今天开始，我们要正式开始进⾏zigbee相关的通信实验了，我所使⽤的协议栈是ZStack 是TI ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0版本，⼤家也可以从TI的官⽹上直接下载TI公司为cc2530写的协议栈代码，毕竟，我们作为初学者，应该先不要去深究协议栈是怎么⽤代码编写的，毕竟zigbee已经相当成熟了，我们应该先学会使⽤zigbee协议栈进⾏通信，并能应⽤于实际项⽬中，⽐如说智能家具，不知道⼤家是不是有同感，所以下⾯我就先给⼤家介绍⼀下zigbee通信的原理以及体系架构。
⼆.ZStack 体系架构ZStack 的体系结构由称为层的各模块组成。
每⼀层为其上层提供特定的服务：即由数据服务实体提供数据传输服务；管理实体提供所有的其他管理服务。
每个服务实体通过相应的服务接⼊点(SAP) 为其上层提供⼀个接⼝，每个服务接⼊点通过服务原语来完成所对应的功能。
ZStack 根据IEEE 802.15.4 和ZigBee 标准分为物理层，介质接⼊控制层，⽹络层，应⽤层。
物理层提供了基础的服务，数据传输和接收，⽹络层提供了各个节点连⼊的服务，是zigbee⽹络通信的关键，应⽤层是我们关注的重点，提供了应⽤的框架和ZDO。
⼤家如果想了解体系结构的具体内容，可以⾃⼰去看说明⽂档，下⾯我给⼤家介绍⼀下zigbee⼯作原理。
ZStack 采⽤操作系统的思想来构建，采⽤事件轮循机制，⽽且有⼀个专门的Timer2 来负责定时。
从CC2530 ⼯作开始，Timer2 周⽽复始地计时，有采集、发送、接收、显⽰…等任务要执⾏时就执⾏。
当各层初始化之后，系统进⼊低功耗模式，当事件发⽣时，唤醒系统，开始进⼊中断处理事件，结束后继续进⼊低功耗模式。
如果同时有⼏个事件发⽣，判断优先级，逐次处理事件。
这种软件构架可以极⼤地降级系统的功耗。
整个ZStack 的主要⼯作流程，如图所⽰，⼤致分为以下6 步：(1) 关闭所有中断；(2) 芯⽚外部(板载外设)初始化；(3) 芯⽚内部初始化；(4) 初始化操作系统；(5) 打开所有中断；(6) 执⾏操作系统。
Zigbee协议栈中文说明免费
1.概述1.1解析ZigBee堆栈架构ZigBee堆栈是在IEEE 802.15.4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。
1.1.1ZigBee堆栈层每个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1-1 zigbe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。
ZigBee协议解析低功耗无线传感器网络的协议
ZigBee协议解析低功耗无线传感器网络的协议ZigBee协议是一种专门为低功耗无线传感器网络设计的协议。
它提供了一种可靠且高效的通信方式，适用于各种物联网应用。
本文将对ZigBee协议进行详细解析，并探讨其在低功耗无线传感器网络中的应用。
一、ZigBee协议的概述ZigBee协议是一种基于IEEE 802.15.4标准的无线通信协议，主要面向低功耗无线传感器网络。
它采用短距离无线传输技术，支持低速、低功耗的设备间通信。
ZigBee协议提供了一个自组织的网络结构，可以连接数百个设备，形成一个完整的传感器网络。
ZigBee协议具有以下特点：1. 低功耗：ZigBee设备的电池寿命长，通信过程中的能量消耗极低，适用于长期运行的无线传感器网络；2. 低速率：ZigBee协议的数据传输速率较低，适合传输小量的数据，如温度、湿度等传感器数据；3. 自组织：ZigBee网络能够自动进行网络拓扑结构的组织和调整，无需人工干预；4. 网络容量大：一个ZigBee网络可以支持数百个设备，覆盖范围广，适用于大规模传感器部署；5. 低成本：由于ZigBee设备的成本较低，使得它在物联网领域得到广泛应用。
二、ZigBee协议栈ZigBee协议栈是ZigBee协议的软件实现，由不同层次的协议组成。
ZigBee协议栈分为物理层、数据链路层、网络层和应用层。
1. 物理层：物理层是ZigBee协议栈的最底层，负责实现无线通信的物理传输。
它定义了无线信道的参数设置、频率选择以及信号调制等功能。
2. 数据链路层：数据链路层负责数据的传输和错误检测等功能。
它将数据分成小的数据帧，并通过可靠的无线信道传输。
3. 网络层：网络层负责发送和路由数据。
它使用一种分层的网络拓扑结构，将网络划分为不同的区域，通过路由表选择最佳路径进行数据传输。
4. 应用层：应用层是ZigBee协议栈的最高层，负责定义应用数据的格式和传输方式。
它可以根据不同的应用需求，定义相应的数据协议。
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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第1章ZigBee协议栈原理2007 年4 月，德州仪器推出业界领先的ZigBee 协议栈（Z-Stack）。
Z-Stack 符合ZigBee2006 规范，支持多种平台，包括基于CC2420 收发器以及TI MSP430 超低功耗单片机的平台、CC2530 SOC 平台等。
Z-Stack 包含了网状网络拓扑的几近于全功能的协议栈，在竞争激烈的ZigBee 领域占有很重要地位。
4.1 Zigbee设备类型在 ZigBee 网络中存在三种逻辑设备类型：Coordinator(协调器)，Router(路由器)和End-Device(终端设备)。
ZigBee 网络由一个Coordinator 以及多个Router 和多个End_Device组成。
下图是一个简单的ZigBee 网络示意图。
其中黑色节点为Coordinator，红色节点为Router，白色节点为End-Device。
1、Coordinator(协调器)协调器负责启动整个网络。
它也是网络的第一个设备。
协调器选择一个信道和一个网络ID(也称之为PAN ID，即Personal Area Network ID)，随后启动整个网络。
协调器也可以用来协助建立网络中安全层和应用层的绑定(bindings)。
注意，协调器的角色主要涉及网络的启动和配置。
一旦这些都完成后，协调器的工作就像一个路由器。
2、Router(路由器)路由器的功能主要是：允许其他设备加入网络，多跳路由和协助它自己的由电池供电的子终端设备的通讯。
通常，路由器希望是一直处于活动状态，因此它必须使用主电源供电。
但是当使用树型网络模式时，允许路由间隔一定的周期操作一次，这样就可以使用电池给其供电。
3、End-Device(终端设备)终端设备没有特定的维持网络结构的责任，它可以睡眠或者唤醒，因此它可以是一个电池供电设备。
通常，终端设备对存储空间(特别是RAM)的需要比较小。
注意：在Z-Stack 1.4.1 中一个设备的类型通常在编译的时候通过编译选项(ZDO_COORDINATOR 和RTR_NWK)确定。
所有的应用例子都提供独立的项目文件来编译每一种设备类型。
栈配置（Stack Profile）栈参数的集合需要被配置为一定的值，连同这些值在一起被称之为栈配置。
ZigBee 联盟定义了这些由栈配置组成的栈参数。
网络中的所有设备必须遵循同样的栈配置。
为了促进互用性这个目标，ZigBee 联盟为ZigBee2006 规范定义了栈配置。
所有遵循此栈配置的设备可以在其它开发商开发的遵循同样栈配置的网络中使用。
4.2 寻址（Addressing）地址类型（Address types）ZigBee 设备有两种类型的地址。
一种是64 位IEEE 地址，即MAC 地址，另一种是16位网络地址。
64 位地址是全球唯一的地址，设备将在它的生命周期中一直拥有它。
它通常由制造商或者被安装时设置。
这些地址由IEEE 来维护和分配。
16位网络地址是当设备加入网络后分配的。
它在网络中是唯一的，用来在网络中鉴别设备和发送或接收数据。
网络地址分配（Network address assignment）ZigBee 使用分布式寻址方案来分配网络地址。
这个方案保证在整个网络中所有分配的地址是唯一的。
这一点是必须的，因为这样才能保证一个特定的数据包能够发给它指定的设备，而不出现混乱。
同时，这个寻址算法本身的分布特性保证设备只能与他的父设备通讯来接受一个网络地址。
不需要整个网络范围内通讯的地址分配，这有助于网络的可测量性。
在每个路由加入网络之前，寻址方案需要知道和配置一些参数。
这些参数是MAX_DEPTH，MAX_ROUTERS 和MAX_CHILDREN。
这些参数是栈配置的一部分，ZigBee2006 协议栈已经规定了这些参数的值：MAX_DEPTH = 5，MAX_ROUTERS = 6 和MAX_CHILDREN = 20。
MAX_DEPTH 决定了网络的最大深度。
协调器(Coordinator)位于深度0，它的第一级子设备位于深度1，他的子设备的子设备位于深度2，以此类推。
MAX_DEPTH 参数限制了网络在物理上的长度。
MAX_CHILDREN 决定了一个路由(Router)或者一个协调器节点可以处理的子节点的最大个数。
MAX_ROUTER 决定了一个路由(Router)或者一个协调器(Coordinator)节点可以处理的具有路由功能的子节点的最大个数。
这个参数是MAX_CHILDREN 的一个子集，终端节点使用(MAX_CHILDREN – MAX_ROUTER)剩下的地址空间。
如果开发人员想改变这些值，则需要完成以下几个步骤：1）首先，你要保证这些参数新的赋值要合法。
即，整个地址空间不能超过216，这就限制了参数能够设置的最大值。
可以使用projects\ZStack\tools 文件夹下的CSkip.xls 文件来确认这些值是否合法。
当在表格中输入了这些数据后，如果你的数据不合法的话就会出现错误信息。
2）当选择了合法的数据后，开发人员还要保证不再使用标准的栈配置，取而代之的是网络自定义栈配置( 例如：在nwk_globals.h文件中将STACK_PROFILE_ID 改为NETWORK_SPECIFIC)。
然后nwk_globals.h 文件中的MAX_DEPTH 参数将被设置为合适的值。
Z-Stack寻址（Addressing in Z-Stack）为了向一个在ZigBee网络中的设备发送数据，应用程序通常使用AF_DataRequest()函数。
数据包将要发送给一个afAddrType_t(在ZComDef.h 中定义)类型的目标设备。
typedef struct{union{uint16 shortAddr;//16位网络短地址} addr;afAddrMode_t addrMode;byte endPoint;} afAddrType_t;注意，除了网路地址之外，还要指定地址模式参数。
目的地址模式可以设置为以下几个值：typedef enum{afAddrNotPresent = AddrNotPresent,//地址未指定afAddr16Bit = Addr16Bit, //16位网络地址afAddrGroup = AddrGroup, //组地址afAddrBroadcast = AddrBroadcast //广播地址} afAddrMode_t;因为在Zigbee 中，数据包可以单点传送(unicast)，多点传送(multicast)或者广播传送，所以必须有地址模式参数。
一个单点传送数据包只发送给一个设备，多点传送数据包则要传送给一组设备，而广播数据包则要发送给整个网络的所有节点。
这个将在下面详细解释。
1、单点传送(Unicast)Unicast是标准寻址模式，它将数据包发送给一个已经知道网络地址的网络设备。
将afAddrMode设置为Addr16Bit并且在数据包中携带目标设备地址。
2、间接传送(Indirect)当应用程序不知道数据包的目标设备在哪里的时候使用的模式。
将模式设置为AddrNotPresent并且目标地址没有指定。
取代它的是从发送设备的栈的绑定表中查找目标设备。
这种特点称之为源绑定。
当数据向下发送到达栈中，从绑定表中查找并且使用该目标地址。
这样，数据包将被处理成为一个标准的单点传送数据包。
如果在绑定表中找到多个设备，则向每个设备都发送一个数据包的拷贝。
上一个版本的ZigBee(ZigBee04)，有一个选项可以将绑定表保存在协调器(Coordinator)当中。
发送设备将数据包发送给协调器，协调器查找它栈中的绑定表，然后将数据发送给最终的目标设备。
这个附加的特性叫做协调器绑定(Coordinator Binding)。
3、广播传送(broadcast)当应用程序需要将数据包发送给网络的每一个设备时，使用这种模式。
地址模式设置为AddrBroadcast。
目标地址可以设置为下面广播地址中的一种：1） NWK_BROADCAST_SHORTADDR_DEVALL(0xFFFF)——数据包将被传送到网络上的所有设备，包括睡眠中的设备。
对于睡眠中的设备，数据包将被保留在其父亲节点直到查询到它，或者消息超时(NWK_INDIRECT_MSG_TIMEOUT 在f8wConifg.cfg 中)。
2）NWK_BROADCAST_SHORTADDR_DEVRXON(0xFFFD)——数据包将被传送到网络上的所有在空闲时打开接收的设备(RXONWHENIDLE)，也就是说，除了睡眠中的所有设备3）NWK_BROADCAST_SHORTADDR_DEVZCZR(0xFFFC)——数据包发送给所有的路由器，包括协调器。
4、组寻址(Group Addressing)当应用程序需要将数据包发送给网络上的一组设备时，使用该模式。
地址模式设置为afAddrGroup 并且addr.shortAddr 设置为组ID。
在使用这个功能之前，必须在网络中定义组。
(参见Z-stack API 文档中的aps_AddGroup()函数)。
注意组可以用来关联间接寻址。
在绑定表中找到的目标地址可能是单点传送或者是一个组地址。
另外，广播发送可以看做是一个组寻址的特例。
下面的代码是一个设备怎样加入到一个ID 为1 的组当中：aps_Group_t group;// Assign yourself to group 1group.ID = 0x0001;[0] = 0; // This could be a human readable stringaps_AddGroup( SAMPLEAPP_ENDPOINT, &group );重要设备地址（Important device adresses）应用程序可能需要知道它的设备地址和父地址。
使用下面的函数获取设备地址(在ZStack API 中定义)：● NLME_GetShortAddr()——返回本设备的16 位网络地址● NLME_GetExtAddr()——返回本设备的64 位扩展地址使用下面的函数获取该设备的父亲设备的地址：● NLME_GetCoordShortAddr()——返回本设备的父亲设备的16 位网络地址● NLME_GetCoordExtAddr()——返回本设备的父亲设备的64 位扩展地址4.3 绑定（Binding）绑定是一种两个(或者多个)应用设备之间信息流的控制机制。
在ZigBee2006 发布版本中，它被称为资源绑定，所有的设备都必须执行绑定机制。
绑定允许应用程序发送一个数据包而不需要知道目标地址。