6.1 ZigBee的技术特征及优势都包括哪些内容？
ZigBee技术优势：1）低功耗2）低成本3）低速率4）近距离5）短时延6）高容量7）高安全8）免执照频段。
6.2 ZigBee通信协议体系的典型应用领域都有哪些？
1、消费电子设备领域
2、工业领域
3、智能交通
4、农业自动化
5、医学辅助控制
6.3 ZigBee组网与帧格式都有哪些内容？
1、ZigBee协议规范，ZigBee协议层次结构图
（1）PHY层
（2）MAC层
（3）网络层
（4）应用层
2、ZigBee帧结构
（1）物理层协议数据单元（PPDU）格式
（2）MAC层帧格式
3、ZigBee安全机制
4、ZigBee网络组织方式
5、ZigBee传感器网络
6.4 ZigBee无线通信部件有哪几种存在形式？它们各自都包括哪些内容？
1、ZigBee ASIC：TI-Chipcon两个典型收发器
2、ZigBee无线通信模块：（1）CC2420内部寄存器的设置（2）初始化（3）缓冲发送模式（4）缓冲接收模式
3、含有ZigBee片内模块的微处理器
4、ZigBee无线通信实现方式
根据应用和市场需要定义了ZigBee 协议的分层架构，其协议的体系结构如图1 所示，其中物理层（physical layer，PHY）和媒介访问控制层（medium access control sub-layer,MAC）是由IEEE802.15.4-2003 标准定义的，在这个底层协议的基础上ZigBee 联盟定义了网络层（network layer,PHY）和应用层（application layer,APL）架构. 图1 zigbee协议栈体系结构 物理层规范 物理层定义了它与MAC 层之间的两个接口：数据服务接口PD-SAP 和管理服务接口PLME-SAP，其中PD-SAP 接口还为物理层提供了相应的数据服务，负责从无线物理信道上收发数据，而PLME-SAP 接口同时为物理层提供相应的管理服务，用于维护一个由物理层相关数据组成的数据库。物理层负责数据的调制、发送和接收、空闲信道评估（clear channel assessment,CCA）信道能量的监测（energy detect,ED）和链接质量指示（link quality indication，LQI）等。物理层帧结构由同步头、物理层帧头和物理层有效载荷三部分组成，如表1 所示。
同步头又包括32bit 的前同步码和8bit 的帧定界符，前同步码用来为数据收发提供码元或数据符号的同步；帧界定符用来标识同步域的结束及数据的开始。物理层帧头包括7bit 的帧长度和1bit 的预留位，帧长度定义了物理层净荷的字节数。物理层有效载荷就是MAC层的帧内容。 表一物理层帧格式 媒体接入控制层规范 MAC 层定义了它与网络层之间的接口，包括提供给网络层的数据服务接口MLDE-SAP 和管理服务接口MLME-SAP，同时提供了MAC 层数据服务和MAC 层管理服务。MAC层数据服务主要实现数据帧的传输；MAC 层管理服务主要负责媒介访问控制、差错控制等。 MAC 层主要功能包括以下几个方面： （1）ZigBee 协调器产生网络信标 （2）设备与信标同步 （3）支持节点加入或着退出操作 （4）信道接入方式采用免冲突载波检测多路访问（CSMA-CA）机制 （5）建立并维护保护时隙机制 （6）为设备提供安全支持 MAC 帧格式由三个基本部分组成：MAC 帧头、MAC 帧载荷和MAC 帧尾。不同类型的MAC 帧，其帧头和帧尾都是一样的，只是MAC 帧载荷有差别，通用MAC 帧格式如表2所示。 表二通用MAC帧格式 网络层规范 网络层定义了它与应用层之间的接口，包括提供给应用层的数据服务接口NLDE-SAP和管理服务接口NLME-SAP , 同时提供了网络层数据服务和网络层管理服务。网络层主要负责拓扑结构的建立和网络的维护，具体的功能如下：（1）初始化网络，即建立一个新的包含协调器、路由器和终端设备的网络（2）设备连接和断开时所采用的机制 （3）对一跳邻居节点的发现和相关节点信息的存储 （4）ZigBee 协调器和路由器为新加入节点分配短地址
ZigBee通信技术 及其在电力系统中的应用
ZigBee简述 ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。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。
ZigBee起源 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须是高可靠的，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年正式问世。
ZigBee所基于的协议IEEE802.15.4规范是一种经济、高效、低数据速率 （<250kbps）、工作在2.4GHz和 868/928MHz的无线技术，用于个人区域网和对等网络。它是ZigBee协议的基础。ZigBee是一种新兴的近距、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。
ZigBee名称的由来?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
1Zigbee协议栈相关概念 1.1近距离通信技术比较： 近距离无线通信技术有wifi、蓝牙、红外、zigbee，在无线传感网络中需求的网络通信恰是近距离需求的，故，四者均可用做无线传感网络的通信技术。而，其中（1）红外（infrared）：能够包含的信息过少；频率低波衍射性不好只能视距通信；要求位置固定；点对点传输无法组网。（2）蓝牙（bluetooth）：可移动，手机支持；通信距离10m；芯片价格贵；高功耗（3）wifi：高带宽；覆盖半径100m；高功耗；不能自组网；（4）zigbee:价格便宜；低功耗；自组网规模大。?????WSN中zigbee通信技术是最佳方案，但它连接公网需要有专门的网关转换→进一步学习stm32。 1.2协议栈 协议栈是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。 1.2.1Zigbee协议规范与zigbee协议栈 Zigbee各层协议中物理层（phy）、介质控制层（mac）规范由IEEE802.15.4规定，网络层（NWK）、应用层（apl）规范由zigbee联盟推出。Zigbee联盟推出的整套zigbee规范：2005年第一版ZigBeeSpecificationV1.0，zigbee2006，zigbee2007、zigbeepro zigbee协议栈：很多公司都有自主研发的协议栈，如TI公司的：RemoTI，Z-Stack，SimpliciTI、freakz、msstatePAN 等。 1.2.2z-stack协议栈与zigbee协议栈 z-stack协议栈与zigbee协议栈的关系：z-stack是zigbee协议栈的一种具体实现，或者说是TI公司读懂了zigbee 协议栈，自己用C语言编写了一个软件—---z-stack，是由全球几千名工程师共同开发的。ZStack-CC2530-2.3.1-1.4.0软件可与TI的SmartRF05平台协同工作，该平台包括MSP430超低功耗微控制器(MCU)、CC2520RF收发器以及CC2591距离扩展器，通信连接距离可达数公里。 Z-Stack中的很多关键的代码是以库文件的形式给出来，也就是我们只能用它们，而看不到它们的具体的实现。其中核心部分的代码都是编译好的，以库文件的形式给出的，比如安全模块，路由模块，和Mesh自组网模块。与z-stack 相比msstatePAN、freakz协议栈都是全部真正的开源的，它们的所有源代码我们都可以看到。但是由于它们没有大的商业公司的支持，开发升级方面，性能方面和z-stack相比差距很大，并没有实现商业应用，只是作为学术研究而已。 还可以配备TI的一个标准兼容或专有的网络协议栈（RemoTI，Z-Stack，或SimpliciTI）来简化开发,当网络节点要求不多在30个以内，通信距离500m-1000m时用simpliciti。 1.2.3IEEE802.15.4标准概述 IEEE802.15.4是一个低速率无线个人局域网(LowRateWirelessPersonalAreaNetworks，LR-WPAN)标准。定义了物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)。 LR-WPAN网络具有如下特点： ◆实现250kb/s，40kb/s，20kb/s三种传输速率。 ◆支持星型或者点对点两种网络拓扑结构。 ◆具有16位短地址或者64位扩展地址。 ◆支持冲突避免载波多路侦听技术(carriersensemultipleaccesswithcollisionavoidance，CSMA/CA)。（mac层） ◆用于可靠传输的全应答协议。(RTS-CTS) ◆低功耗。 ◆能量检测(EnergyDetection，ED)。 ◆链路质量指示(LinkQualityIndication，LQI)。 ◆在2.45GHz频带内定义了16个通道；在915MHz频带内定义了10个通道；在868MHz频带内定义了1个通道。 为了使供应商能够提供最低可能功耗的设备，IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，电气及电子工程师学会)定义了两种不同类型的设备：一种是完整功能设备(full．functionaldevice，FFD)，另一种是简化功能设备
竭诚为您提供优质文档/双击可除 zigbee,ha协议标准 篇一：zigbee3.0协议姗姗来迟,首批产品已经推出 zigbee3.0姗姗来迟，顶尖产品已经推出 zigbee联盟(zigbeealliance)今天宣布，将其市场领先的无线标准统一成名为zigbee3.0的单一标准。该标准将为最广泛的智能设备提供互操作性，让消费者和企业能获得可无缝协作并为人们日常生活带来便利的创新产品与服务。 当今有数以千万的设备采用了zigbee标准，为消费者 带来极大好处，zigbee3.0的发布让这些标准得以统一。zigbee3.0标准让用于家庭自动化、连接照明和节能等领域 的设备具备通信和互操作性，因此产品开发商和服务提供商可以打造出更加多样化、完全可互操作的解决方案。开发商可以用新标准来定义目前基于zigbeepRo标准的所有设备类型、命令和功能。 飞利浦(philips)互联照明部营销与合作关系主管Filipjandepauw表示：“让消费者满意是飞利浦hue智能照 明系统的核心驱动力。消费者希望他们的智能设备简单好用，因此我们会继续带来容易控制和创造的更加丰富的照明新
体验。zigbee协议是实现这一目标的关键推动力，覆盖更广泛的zigbee3.0标准进一步实现了不同设备间的无缝通信，从而使我们能够为用户提供更强大的功能。更广泛的互操作性让创造新的用例和提升消费者满意度变得更简单。” zigbee3.0覆盖了最广泛的设备类型，包括家庭自动化、照明、能源管理、智能家电、安全装置、传感器和医疗保健监控产品。它同时支持易于使用的diy设备以及专业安装系统。基于ieee802.15.4标准、工作频率为2.4ghz(全球通用频率)的zigbee3.0使用zigbeepRo网络，以便为最小、功耗最低的设备提供可靠通信。目前基于zigbeehomeautomation(家庭自动化)和zigbeelightlink的zigbeecertified认证产品可与zigbee3.0互操作。欲查看统一成zigbee3.0的标准的完整列表，请访问官网 /retype/zoom/1b4a9975eff9aef8941e06f5pn=2&x=0&y=126 8&raww=561&rawh=20&o=png_6_0_0_135_299_631_23_892.9 79_1262.879&type=pic&aimh=17.112299465240643&md5sum =0e396de6e9a428054feedca137422c24&sign=dc869e5ba0&z oom=&png=2119-5028&jpg=0-0"target="_blank">点此查看j.m.Richardson说：“zigbee联盟一直认为，真正的互操作性来自于各个级别尤其是跟用户关系最为密切的应用 级的标准。联盟成员在从全球产品销售中总结的经验教训让
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。APS使用网络层(NWK)提供的服务。NWK负责设备到设备的通信，并负责网络中设备初始化所包含的活动、消息路由和网络发现。应用层可以通过ZigBee设备对象(ZD0)对网络层参数进行配置和访问。 1.1.2 80 2.15.4 MAC层 IEEE 802.15.4标准为低速率无线个人域网(LR-WPAN)定义了OSI模型开始的两层。PHY层定义了无线射频应该具备的特征，它支持二种不同的射频信号，分别位于2450MHz波段和868/915MHz 波段。2450MHz波段射频可以提供250kbps的数据速率和16个不同的信道。868 /915MHz波段中，868MHz支持1个数据速率为20kbps的信道，915MHz支持10个数据速率为40kbps的信道。MAC层负责相邻设备间的单跳数据通信。它负责建立与网络的同步，支持关联和去关联以及MAC 层安全：它能提供二个设备之间的可靠链接。 1.1.3 关于服务接入点 ZigBee堆栈的不同层与802.15.4 MAC通过服务接入点(SAP)进行通信。SAP是某一特定层提供的服务与上层之间的接口。 ZigBee堆栈的大多数层有两个接口：数据实体接口和管理实体接口。数据实体接口的目标是向上层提供所需的常规数据服务。管理实体接口的目标是向上层提供访问内部层参数、配置和管理数据的机制。 1.1.4 ZigBee的安全性 安全机制由安全服务提供层提供。然而值得注意的是，系统的整体安全性是在模板级定义的，这意味着模板应该定义某一特定网络中应该实现何种类型的安全。 每一层(MAC、网络或应用层)都能被保护，为了降低存储要求，它们可以分享安全钥匙。SSP是通过ZD0进行初始化和配置的，要求实现高级加密标准(AES)。ZigBee规范定义了信任中心的用
台达PLC人机通过Zigbee无线模块通讯应用 [摘要] 本文主要是通过Zigbee无线通讯模块，使台达人机与PLC连接免除硬连接和距离限制（使用方法也可以类推到其它方面如：远距离PLC与PLC），既可以免除距离限制也可以解决长距离连线问题，内容主要包括Zigbee通讯介绍及通讯设置等方面。 一．项目实验内容 主要是免去PLC与人机之间的有线连接，而是通过Zigbee网络，实现屏与PLC 之间的无线连接。本文主要介绍下Zigbee网络、Zigbee网络的构建及配置过程、通讯连接过程。 二．Zigbee网络介绍 Zigbee网络是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的双向无线通讯技术。主要应用于短距离无线传输、智能家居、物联网等。本次实验使用的是厦门四信的F8914-E的Zigbee网络模块，本模块自带232、485通讯口可直连串口设备，同时具有5路I/O，实现数字量输入输出、模拟量输入、脉冲技术功能。最远传输距离2KM,支持多路路由中继，非常有利于远距离的超大网络组建。 三．硬件构建 通讯格式设为115200，8，N,1，RTU，屏与协调器、PLC与路由器的连接都是通过485连接。 四．F8914-E的配置，组建Zigbee网络 1.打开F8914-E的配置软件，配置完协调器的模块如下图所示：
2.配置的作为路由器的模块配置如下： 3.通讯完成后可以使用使用四信的串口工具进行测试，看是否网络配置成功。
4.PLC内的通讯口设置程序： 5.人机通讯参数设置如下：
6.可以在人机上作画面程序，与PLC进行通讯，且通讯没发现延迟。 五．总结 随着科学技术的发展，无线技术的传播距离及船速的稳定性都得到了不断的 提高，无线技术在控制系统领域得到了很好的推广及应用。本文主要是实验性为 主，介绍相关的应用。在实际中我们可以将其扩展到远距离PLC与PLC，远距离 的现场设备与控制室的无线应用。这样我们可以减少系统的配线，缩短开发的周 期。 应用的软件： 厦门四信的Zigbee配置软件 串口调试助手 DOPsoft WPLsoft 相关说明： F8914 ZigBee终端使用说明书 Zigbee 手册 河南众力达电气 2015/06/25
Z i g b e e网关通信协议 Prepared on 24 November 2020
无线传感器网络（Zigbee）网关的的通信协议网关是通过串口与PC 机相连的。PC 机可以通过串口发送采集命令和收集采集数据,为了能有效管理这些数据,需要执行统一的数据通信格式。 下面介绍该系统中所使用的通用数据格式。 每一帧数据都采用相同的帧长度,且都带有帧头、数据和帧尾。具体格式如下: 如上所示,每一帧数据的长度都是32字节。除帧头和帧尾,每一帧数据都由命令头、发送地址、有效数据和校验和组成。 命令头:所执行的命令。 地址:所访问模块的长(前8字节)/短地址(后2字节)。 数据:传送各个参数、变量与返回值及各种需要突发发送的数据。校验和:从命令头到数据尾的加和校验,用于确定数据正确与否。注:命令头、地址的长地址部分和数据都采用ASCII码。 这个系统的命令分为3种,分别为 读命令R(ead):包括读各个传感器或网络状态命令。 测试命令T(est):测试LED、BEEP或电池寿命命令。 扩展板命令E(xtend):控制和读扩展板命令。 下面介绍具体命令格式。 1.读命令 1) RAS RAS(ReadallSensor):读传感器。
RAS具体格式如下: 需要加入地址和数据——地址:传感器模块地址;数 据:GM***/WD***。 传感器种类包括光敏:GM;温度:WD;可调电位器:AD。 (1)读取成功返回格式如下: 地址:加入传感器模块地址。 数据:传感器+ 测量值(ASSII码)。其中光敏:GM+ * * * (3 字节ASII码);温度:WD +***(3字节ASII码);可调电位器:AD+*** (3字节ASII码)。 (2)读取失败返回格式如下: 2) RND RND:无线网络发现。 RND 具体格式如下: 需要加入地址和数据———地址:无;数据:无,只需要命令头。(1)读取成功返回格式如下: 返回网络中节点的性质:RFD(终端节点)/ROU(路由器)+地址+第几个。 例如:如果返回第1个RFD 节点,则数据段为RFD01。具体格式如下： (2)读取成功结束格式如下: 2.测试命令 1) TLD
编号：_______________本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载 ZigBee协议架构 甲方：___________________ 乙方：___________________ 日期：___________________
(application layer,APL )架构. 图1 zigbee协议栈体系结构 物理层规范 物理层定义了它与MAC层之间的两个接口：数据服务接口PD-SAP和管理服务接口PLME-SAP其中PD-SAP接口还为物理层提供了相应的数据服务，负责从无线物理信道上收发数据,而PLME-SAPg口同时为物理层提供相应的管理服务，用丁维护一个由物理层相关数据组成的数据库。物理层负责数据的调制、发送和接收、空闲信道评估(clear channel assessment,CCA)信道能量的监测(energy detect,ED )和链接质量指示(link quality indication , LQI)等。物理层帧结构由同步头、物理层帧头和物理层*效载荷三部分组成，如表1所示。 同步头乂包括32bit的前同步码和8bit的帧定界符，前同步码用来为数据收发提供码元或数据符号的同步；帧界定符用来标识同步域的结束及数据的开始。物理层帧头包括7bit的帧长度和1bit的预留位，帧长度定义了物理层净荷的字节数。物理层有效载荷就是MAC层的帧内容。 表一物理层帧格式
媒体接入控制层规范 MAC层定义了它与网络层之间的接口，包括提供给网络层的数据服务接口MLDE-SAFffi管理服务接口MLME-SAP同时提供了MAC层数据服务和MAC层管理服务。MA@数据服务主要实现数据帧的传输；MAC层管理服务主要负责媒介访问控制、差错控制等。 MAC层主要功能包括以下几个方面： (1) ZigBee协调器产生网络信标 (2) 设备与信标同步 (3) 支持节点加入或着退出操作 (4) 信道接入方式采用免冲突载波检测多路访问(CSMA-CA机制 (5) 建立并维护保护时隙机制 (6) 为设备提供安全支持 MAC帧格式由三个基本部分组成：MAC帧头、MAC帧载荷和MAC帧尾。不同类型的MAC帧，其帧头和帧尾都是一样的，只是MAC帧载荷有差别，通用MAC帧格式如表2所小。 表二通用MA#格式 网络层规范 网络层定义了它与应用层之间的接口 ,包括提供给应用层的数据服务接口 NLDE-SAP管理服务接口NLME-SAP，同时提供了网络层数据服务和网络层管理 服务。网络层主要负责拓扑结构的建立和网络的维护，具体的功能如下： (1) 初始化网络，即建立一个新的包含协调器、路由器和终端设备的网络 (2) 设备连接和断开时所采用的机制 (3) 对一跳邻居节点的发现和相关节点信息的存储 (4) ZigBee协调器和路由器为新加入节点分配短地址 （5）确保MAC正常工作，并且为应用层提供合适的服务接口 网络层帧结构包括网络层帧头（Network header, NHR和网络层载荷（Network payload,NPL）两部分，其中网络层帧头域由帧控制域、目的设备地址、源设备地址、广播半径和广播序列号等部分组成，通用网络帧的结构如表3所示。 表3通用网络层帧结构
竭诚为您提供优质文档/双击可除zigbee协议位于osi的哪层 篇一：zigbee无线网络协议层各层的作用 zigbee无线网络协议层各层的作用 zigbee无线网络协议层共分为4层，分别为phy层，mac 层，nwk层和apl层，各层作用的简单介绍如下。 1.phy层 在zigbee无线网络中，phy层位于协议层的最底层，是距离硬件最近的层，它直接控制并与无线收发器通信。phy 层负责激活发送或接受数据包的无线设备。phy层还选择信道的频率并确保该频道当前没有被任何一个其他网络中的设备所使用。 2.mac层 mac层为phy层和nwk层提供了接口，它负责产生信标和为信标（beacon-enabled网络）同步设备，mac层还提供建立连接和解除连接的服务。 3.nwk层 nwk层接口负责管理网络形成和路径选择。路径选择就是选择将信息转发到目标设备的路径。zigbeecoordinator
和router负责发现和维护网络中的路径，zigbee终端设备不能执行发现路径。zigbeecoordinator或者router将代表终端执行路径发现，zigbeecoordinator的nwk层负责建立一个新的网络和选择网络拓扑（树型，星型，或网状网络拓扑），zigbeecoordinator还为网络中的设备分配网络地址。 4.apl层 apl层是zigbee无线网络中的最高协议层并且管理应用对象。生产商开发应用对象来为各种应用定制一款设备，在zigbee设备中，应用对象控制和管理协议层，单个的设备中最多可以有240个应用对象。 在开发一个应用时，zigbee标准提供了使用应用框架的选择。应用框架是一系列关于特定应用消息格式和处理动作的协议。使用应用框架可以使不同供应商开发的同一款应用的产品之间有更好的互操作性。 篇二：网络题目+答案 选择： 1．ip、telnet、udp分别是osi参考模型的哪一层协议？ a．1、2、3b．3、4、5c．4、5、6d．3、7、4 2．如何跟踪Rip路由更新的过程？ a．showiprouteb．debugiprip c．showipripd．cleariproute* 3．Rip的最大跳数是：__________________
基于ZigBee通信可供远程控制和节能研究 提出了远程控制和节能空间架构减少待机功耗，使房间更容易通过红外远程控制家电。提出设计自动切断处于待机电源的插座和红外编码学习功能的ZigBee 控制器。该电源插座按预设时间监控电源消耗，当监控能耗低于阀值将完全切断电源。为有效地管理电源插座和灯，文章提出了学习红外编码功能的ZigBee控制器。ZigBee控制器可以指定一个特定的红外编码来远程控制家用电器的电源插座或调光灯。用户可以通过任何家电的红外遥控来控制电源插座和调光灯。文章提议的空间建筑实现了可远程控制和节能。 标签：ZigBee；远程控制；红外；节能；电源插座；待机功率 1 介绍 随着越来越多的能耗电子产品和家用电器部署和规模越来越大，能源消耗在国内地区倾向于增加。众所周知，平均10%的家用电气会产生能耗率当处于待机状态。减少电气设备的待机功率少于 1 瓦，国际能源机构（IEA）提出“1瓦计划”。以前的系统只监控能耗和保护过载的电源插座。有效的节能方法没起到切断无用的待机能耗。 文章中提出一个可供远程控制和节能空间建筑。为实现我们提出的空间建筑，自动切断待机功率插座和学习红外编码功能ZigBee控制器及其运行机制描述解释。在第二部分中，提出了备用电源自动切断插座和ZigBee控制器详细描述。 2 提出了电源插座和ZigBee控制器 2.1 自动切断待机功率插座 该电源插座是为了能自动切断处于待机状态的电源插座。如图1显示电源插座的构造。它的组成由：一个AC/DC转换器，一个两个触点继电器，电源监控电路和单片机。交流电输入点接到继电器两个触点，继电器的输出端其中一个点接到交流输出插座，另外一个点联到电源监控电路。电源监控电路由变压器、整流二极管和其他的元器件组成。它将功耗测量值转换为电压，单片机通过电压数值计算功耗。基于计算功耗来控制继电器切断电源。AC / DC转换电路提供所需的直流电源给单片机，单片机集成ZigBee射频（RF）模块可远程控制单元通信。 该电源插座的周期循环监控电源能耗通过电源监控电路。电源插座有四种状态：启动，运行，正常和关闭状态。当交流电源开始供电给电源插座，单片机激活并执行软件。启动后，单片机进入运行状态。在这种状态下，单片机不监控消耗功率，但打开继电器和等待保护时间，比如，两分钟。保护时间过后，进入正常状态。正常状态单片机监控消耗功率。所监控的能耗是呈波形，通过平均了数百个波形能耗。当检测值低于先前设定的阀值功耗，比如两分钟，单片机将关掉
Zigbee协议栈中文说明 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。APS使用网络层(NWK)提供的服务。NWK负责设备到设备的通信，并负责网络中设备初始化所包含的活动、消息路由和网络发现。应用层可以通过ZigBee设备对象(ZD0)对网络层参数进行配置和访问。 1.1.2 80 2.15.4 MAC层 IEEE 802.15.4标准为低速率无线个人域网(LR-WPAN)定义了OSI模型开始的两层。PHY层定义了无线射频应该具备的特征，它支持二种不同的射频信号，分别位于2450MHz波段和868/915MHz 波段。2450MHz波段射频可以提供250kbps的数据速率和16个不同的信道。868 /915MHz波段中，868MHz支持1个数据速率为20kbps的信道，915MHz支持10个数据速率为40kbps的信道。MAC层负责相邻设备间的单跳数据通信。它负责建立与网络的同步，支持关联和去关联以及MAC 层安全：它能提供二个设备之间的可靠链接。 1.1.3 关于服务接入点 ZigBee堆栈的不同层与802.15.4 MAC通过服务接入点(SAP)进行通信。SAP是某一特定层提供的服务与上层之间的接口。 ZigBee堆栈的大多数层有两个接口：数据实体接口和管理实体接口。数据实体接口的目标是向上层提供所需的常规数据服务。管理实体接口的目标是向上层提供访问内部层参数、配置和管理数据的机制。 1.1.4 ZigBee的安全性 安全机制由安全服务提供层提供。然而值得注意的是，系统的整体安全性是在模板级定义的，这意味着模板应该定义某一特定网络中应该实现何种类型的安全。 每一层(MAC、网络或应用层)都能被保护，为了降低存储要求，它们可以分享安全钥匙。SSP是通过ZD0进行初始化和配置的，要求实现高级加密标准(AES)。ZigBee规范定义了信任中心的用途。信任中心是在网络中分配安全钥匙的一种令人信任的设备。 1.1.5 ZigBee堆栈容量和ZigBee设备 根据ZigBee堆栈规定的所有功能和支持，我们很容易推测ZigBee堆栈实现需要用到设备中的大量存储器资源。不过ZigBee规范定义了三种类型的设备，每种都有自己的功能要求：ZigBee
一、射频通讯 特性: 1.除了金属材料影响外，一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离。 2.工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。 3.低频产品有不同的封装形式。好的封装形式就是价格太贵，但是有 10 年以上的使用寿命。 4.虽然该频率的磁场区域下降很快，但是能够产生相对均匀的读写区域。 主要应用： 1.门禁管制 2.二代身份证 3.防伪标识 4.安全控制货物追踪等。 二、ZigBee通讯 特性： 1能源消耗显著低于其他无线通信技术； 2研发及使用所需投入的成本偏低； 3具有较高的安全可靠性； 4数据传输信息容量大。 主要应用： 1、间断性数据：工业控制，远程网络控制，家用电器控制 2、周期性数据：传感器，水电气表，仪器仪表 3、重复性低反应时间数据：仪表键盘，操作杆 三、蓝牙通讯 特性： 1、蓝牙技术的适用设备多，无需电缆通过无线使电脑和电信连网进行通信。 2、蓝牙技术的工作频段全球通用，适用于全球范围内用户无界限的使用，解决了蜂窝式移动电话的“国界”障碍。 3、蓝牙技术的安全性和抗干扰能力强，由于蓝牙技术具有跳频的功能，有效避免了ISM 频带遇到干扰源。 4、传输距离较短。 5、通过调频扩频技术进行传播。 主要应用： 1、电话语音通讯 2、车载娱乐系统 3、车辆远程状况诊断 4、汽车防盗技术 5、设备无线监控 6、医药病房监护 四、WiFi通讯
特性： 1、更宽的带宽 2、更强的射频信号 3、Wi-Fi功耗更低 4、改进的安全性 主要应用： 1、高速有线接入技术的补充 2、蜂窝移动通信的补充 3、串口wifi模块 4、提供覆盖热点。
无线传感器网络（Zigbee）网关的的通信协议网关是通过串口与PC 机相连的。PC 机可以通过串口发送采集命令和收集采集数据,为了能有效管理这些数据,需要执行统一的数据通信格式。 下面介绍该系统中所使用的通用数据格式。 每一帧数据都采用相同的帧长度,且都带有帧头、数据和帧尾。具体格式如下: 如上所示,每一帧数据的长度都是32字节。除帧头和帧尾,每一帧数据都由命令头、发送地址、有效数据和校验和组成。 命令头:所执行的命令。 地址:所访问模块的长(前8字节)/短地址(后2字节)。 数据:传送各个参数、变量与返回值及各种需要突发发送的数据。 校验和:从命令头到数据尾的加和校验,用于确定数据正确与否。注:命令头、地址的长地址部分和数据都采用ASCII码。 这个系统的命令分为3种,分别为 ?读命令R(ead):包括读各个传感器或网络状态命令。 ?测试命令T(est):测试LED、BEEP或电池寿命命令。 ?扩展板命令E(xtend):控制和读扩展板命令。
下面介绍具体命令格式。 1.读命令 1) RAS RAS(ReadallSensor):读传感器。 RAS具体格式如下: 需要加入地址和数据——地址:传感器模块地址;数据:GM***/WD***。传感器种类包括光敏:GM;温度:WD;可调电位器:AD。 (1)读取成功返回格式如下: 地址:加入传感器模块地址。 数据:传感器+ 测量值(ASSII码)。其中光敏:GM+ * * * (3 字节ASII 码);温度:WD +***(3字节ASII码);可调电位器:AD+*** (3字节ASII 码)。
(2)读取失败返回格式如下: 2) RND RND:无线网络发现。 RND 具体格式如下: 需要加入地址和数据———地址:无;数据:无,只需要命令头。 (1)读取成功返回格式如下: 返回网络中节点的性质:RFD(终端节点)/ROU(路由器)+地址+第几个。例如:如果返回第1个RFD 节点,则数据段为RFD01。具体格式如下： (2)读取成功结束格式如下:
ZigBee模块无线数据通信通用协议Version 1.2.7 浙江瑞瀛网络科技有限公司
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目录 1. 概述 (4) 1.1. 节点类型 (4) 2. 帧格式 (6) 2.1. 串口帧格式 (6) 2.2. 通用帧格式 (6) 2.3. 应用层数据帧（ADF）格式 (8) 2.3.1. 读（Read）命令帧：ID = 0x20 (8) 2.3.2. 写（Write）命令帧：ID = 0x25 (8) 3. 对象字典（OD）定义 (10) 3.1. 模块信息参数 (10) 3.2. 网络参数 (10) 3.3. 当前时间参数 (12) 3.4. 执行控制参数 (13) 3.5. 应用配置参数 (15) 3.6. 用户自定义参数 (16) 3.7. 虚拟参数 (16) 3.7.1. UART端口映射参数 (16) 3.7.2. 触发参数 (17) 3.7.3. 节点信息参数 (18) 4. 无线通信密码交换过程 (20) 4.1. COO建立网络 (20) 4.2. 节点加入网络 (20) 5. 操作范例 (21) 5.1. UART数据传递 (21) 5.2. 访问本地节点参数 (23) 6. 用户数据的传递方式 (27) 6.1. 写UART端口映射参数 (27) 6.2. 带目的地址的半透传 (29) 6.3. 全透传方式 (31) 7. 参数默认值以及对应AT指令 (33) 7.1. 网络参数 (33) 7.2. 当前时间参数 (33) 7.3. 执行控制参数 (34) 7.4. 应用配置参数 (34)
1. 无线Mesh网络 1.1 什么是无线Mesh网络 无线Mesh网络（Wireless Mesh Network, WMN）是移动Ad Hoc网络的一种特殊形态，它的早期研究均源于移动Ad Hoc网络的研究与开发。它是一种高容量高速率的分布式网络，不同于传统的无线网络，可以看成是一种WLAN和Ad Hoc网络的融合，且发挥了两者的优势，作为一种可以解决“最后一公里”瓶颈问题的新型网络结构。 无线Mesh网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。无线Mesh网络是多跳网络，节点间可进行多跳访问。即如果最近的AP由于流量过大而导致拥塞的话，那么数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的邻近节点进行传输。依此类推，数据包还可以根据网络的情况，继续路由到与之最近的下一个节点进行传输，直到到达最终目的地为止。这样的访问方式就是多跳访问。 与传统的交换式网络相比，无线Mesh网络去掉了节点之间的布线需求，但仍具有分布式网络所提供的冗余机制和重新路由功能。在无线Mesh网络里，如果要添加新的设备，只需要简单接上电源就可以自动进行自我配置，并确定最佳的多跳传输路径。添加或移动设备时，网络能够自动发现拓扑变化，并自动调整通信路由，以获取最有效的传输路径。 无线Mesh是一种非常适合于覆盖大面积开放区城(包括室外和室内)的无线区域网络解决方案。无线Mesh网的特点是：由包括一组呈网状分布的无线AP 构成，AP均采用点对点方式通过无线中继链路互联，将传统WLAN中的无线“热点”扩展为真正大面积覆盖的无线“热区”。 此外，因为每个短跳的传输距离短，传输数据所需要的功率也较小。既然多跳网络通常使用较低功率将数据传输到邻近的节点，节点之间的无线信号干扰也较小，网络的信道质量和信道利用效率大大提高，因而能够实现更高的网络容量。比如在高密度的城市网络环境中，Mesh网络能够减少使用无线网络的相邻用户的相互干扰，大大提高信道的利用效率。
ZigBee技术—让无线无所不在
ZigBee无线数据通信模块
工业级高品质无线通信
深圳市金图旭昂通讯科技有限公司 https://www.doczj.com/doc/5516899561.html,
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ZigBee技术—让无线无所不在
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ZigBee技术简介—什么是ZigBee
ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低 复杂度的无线网络技术。 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：省电、简单、成本又低的规格； ZigBee增加了逻辑网络、网 络安全和应用层。
ZigBee联盟预测的主要应用领域包括工业控制、消费性电子设备、 汽车自动化、家庭和楼宇自动化、医用设备控制等。
ZigBee技术简介 —短程无线网络标准
WWAN
IEEE 802.22 IEEE 802.20
传 输 范 围
WLAN WMAN
WiMax IEEE 802.16 WiFi 802.11
WPAN 0.01
ZigBee 802.15.4 Bluetooth 802.15.1
802.15.3 802.15.3a 802.15.3c 100 1000
0.1
1 10 数据传输率 (Mbps)
无线通信在嵌入式系统中的应用讲座(28) ZigBee 测试与协议分析 1.1 前言 ZigBee 协议栈包括物理层协议[IEEE802.15.4]和上层软件协议[ZigBee 2007（以及其他的ZigBee 网络协议）]，本文将从这两方面来了解这些协议，通过介绍如何捕获，如何理解关键参数，使得我们得以深层次剖析ZigBee 技术，有了这些本质性的认识，对于分析解决无线产品应用问题，会有很大的帮助。 1.2 物理层分析 ZigBee 的物理层为IEEE802.15.4标准所规定，定义了ZigBee 底层的调制编码方式，这些规约大多是芯片设计者需要关心的，对于应用开发来说，我们更关心的是衡量一个芯片一个射频系统好坏的一个参数，在过去的文章中，我们了解过了输出功率，接收灵敏度和链路预算等参数，这一次我们更深入的去了解一个调制质量的参数：EVM 。 EVM 指的是误差向量（包括幅度和相位的失量），表征在一个给定时刻理想无误差基准信号与实际发射信号的向量差，如图 1所示，从EVM 参数中，我们可以了解到一个输出信号的： ? 幅度误差； ? 相位误差。 图 1 矢量误差EVM 示意图 EVM 是衡量一个RF 系统总体调制质量指标，定义为信号星座图上测量信号与理想信号之间的误差，它用来表示发射器的调制精度，调制解调器、PA 、混频器、收发器等对它都会有影响。
图 2 EVM数据和眼图 了解完这个参数之后，我们看看实际测试中，是如何获取EVM参数的。 ZigBee物理层的测试，在产品研发、生产和维护阶段，分别使用以下三种仪器测试：1.产品研发阶段 要测量EVM参数，需要使用带协议解析的频谱仪，最好是自带相应协议插件的仪器i，可以使用安捷伦PXA N9030A频谱分析仪+8960B插件[选配了ZigBee分析插件]。这些仪器可以测试出ZigBee调制信号的星座图，实时数据和眼图等信息，在芯片级开发过程中，需要考量高频电容电感以及滤波器等的单个及组合性能，特别需要注意的是ZigBee信号的临道抑制参数，利用PXA N9030A的高分辨率，可以查看点频的带外信号，这些细节在更换射频器件供应商时，需要仔细测量，一般数字电路抄板比较容易，因为器件性能的影响不是很大，只要值和封装对了就可以，但是射频前端的设计上，即使原样的封装、容值和感值，供应商不一样，射频参数也是不一样的，板材的选用也极大的影响着阻抗匹配，因此复制和再开发都有较大难度。合格的测试工具，加上有质量保证的射频器件供应商资源，方能真正具备RF设计能力。 图 3 安捷伦PXA N9030A 2.批量生产阶段 在批量生产中，不可能将实验室的研发测试仪器搬到工厂，因此，需要便携小巧的测试设备，这时可用罗德与斯瓦茨公司的热功率探头，如NRP-Z22，做一个2.4Ghz的输出功率测试，保证能够输出公差允许的功率信号即可，因为在生产中，射频器件的焊接不良、馈线连接头的接触不良，都会造成输出功率的下降甚至消失。需要注意的是，探头非常容易被静电损坏，必须要带上防静电手套进行操作，返修过程如需要经过德国，则时间长，经费也不便宜，不是很严重的损坏倒是可以在深圳维修中心处理。