TI_zigbee协议栈结构分析应用

竭诚为您提供优质文档/双击可除zigbee协议栈各层的功能篇一：zigbee协议栈各层分析3.4.2协议栈概况本课题研究的系统zigbee协议栈设计基于msstate_lRwpan。

msstate_lRwpan是由美国密西西比州立大学的Robertb.Reese教授开发的一套zigbee协议的简化实现。

该协议栈可用于多种硬件平台，实现了协调器、路由器和精简功能节点之间的树路由、直接消息传输并用静态绑定方法实现了间接路由[[xxxix]]。

课题在对该协议栈进行深入分析的基础上，根据本课题中使用硬件平台的实际情况进行修改，将其移植到msp430+cc2420的硬件平台上来。

程序使用c语言编写，使用iaR公司的ew430工具作为集成开发环境，编译后下载到目标板的msp430芯片中。

协议栈使用有限状态机（Fsm，Finitestatemachine）的编程方式，在协议的每一层实现单独的有限状态机来跟踪该层的工作状态，整个协议栈采用嵌套调用的方式，上层调用下层的有限状态机，实现完整协议栈的运行。

最顶层的有限状态机是应用程序支持子层（aps）的apsFsm（），需要周期性的调用，以维持整个协议栈正常运行。

经过对msstate_lRwpan协议各层源程序的原理和实现方法进行分析后发现，在将协议栈从一种硬件平台移植到另外一种硬件平台时，需要修改的主要是物理层（phy）和媒体接入控制层（mac），这两层与硬件联系紧密，需要针对节点硬件的实际连接方式作较大的修改，涉及的文件主要有cc2420.c、clockhal.c和halstack.c等。

phy层和mac层屏蔽了硬件的差异，上层协议通过服务接入点（sap，serviceaccesspoint）使用下层协议提供的服务，透明地完成对硬件的控制，所以网络层（nwk）和应用层（aps）等文件要作的改动较小。

3.4.3物理层phy物理层是协议的最底层，承担着和外界直接作用的任务。

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。

【⽆线通信篇Zstack协议栈】CC2530ZigbeeZstack协议栈组⽹项⽬及详细讲解篇物联⽹⽆线通信技术，ZigBee⽆线传感⽹络CC2530最⼤的特点就是⼀个拥有⽆线收发器（RF）的单⽚机，既能实现单⽚机功能，也能实现⽆线传输Zstack协议栈是ZigBee协议栈⾥的翘楚，是ZigBee组⽹的⾸选协议栈项⽬实现功能：l 总共有三个端点，⼀个协调器和两个终端节点l 终端节点1连接DHT11温湿度传感器，定时上传给协调器l 终端节点2连接LED，可以通过协调器按键控制，定时上报LED开关状态l 协调器连接12864 OLED 屏幕，实时显⽰温湿度和LED状态l 协调器可以通过按键控制终端2的LED开关，控制后将会显⽰控制结果扩展功能（当前未实现，可进⼀步开发实现）：l 连接协调器串⼝，将终端节点采集的数据通过串⼝发送，PC写上位机实现数据展⽰l 连接WIFI或者4G模块，WIFI模块如ESP8266，实现数据局域⽹⽆线传输或者上传到OneNET、机智云、阿⾥云、⾃⼰开发云服务器等，实现WEB或⼿机APP显⽰和控制。

⼀、项⽬测试（可想⽽知，⼴州的天⽓有多热，39℃了都）实现功能汇总：l 总共有三个端点，⼀个协调器和两个终端节点l 终端节点1连接DHT11温湿度传感器，定时上传给协调器l 终端节点2连接LED，可以通过协调器按键控制，定时上报LED开关状态l 协调器连接12864 OLED 屏幕，实时显⽰温湿度和LED状态l 协调器可以通过按键控制终端2的LED开关，控制后将会显⽰控制结果(⼀) 环境汇总芯⽚：CC2530F256Zstack协议栈：ZStack-CC2530-2.5.1a编程环境：IAR(⼆) 引脚分配协调器：128*64 OLED 0.96⼨屏幕供电：3.3V通信协议：IIC引脚：SDA P0_6SCL P0_7按键：IO：P0_1下降沿触发中断终端1：DHT11：通信⽅式：单总线协议供电：3.3VIO:P0_6终端2：LEDIO：P1_0说明：⾼电平点亮，低电平熄灭⼆、基础认识(⼀) CC2530单⽚机CC2530最⼤的特点就是⼀个拥有⽆线收发器（RF）的单⽚机，既能实现单⽚机功能，也能实现⽆线传输。

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。

《无线传感器网络设计与应用》课程标准课程名称：无线传感器网络设计与应用总学时：60学分：4开课单位：电气信息工程学院课程类别：专业拓展课授课方式：教、学、做一体化适用专业：电子信息工程技术专业、应用电子技术专业一、课程性质《无线传感器网络设计与应用》是电子信息工程技术专业、应用电子技术专业的一门专业拓展课。

二、课程设计思路《无线传感器网络设计与应用》课程采用“基础理论——项目化实践”的组织结构组织课程教学内容。

首先，通过基本理论的教学，使同学们了解无线传感器网络的发展历程、特征、关键技术以及应用方向。

其次，通过师生共同完成一系列完整项目的形式开展教学活动。

教师边示范，边讲解，边指导，学生边学、边做、边实践。

实现在“教中学”，在“学中做”，在“做中学”，教、学、做合一。

使学生在项目实施过程中收获知识，提高技能，掌握方法，感受实际工作过程。

三、课程基本目标本课程培养目标分为方法能力、专业能力和社会能力：1、方法能力（1）掌握搜集、整理、应用“无线传感器网络”相关学习资源的方法；（2）掌握无线传感器网络应用系统功能需求分析、系统设计、软硬件联合调试的方法；2、专业能力（1）了解无线传感器网络体系结构、路由协议、MAC协议、拓扑控制、定位技术、时间同步、安全技术、协议标准；（2）掌握IAR Embedded Workbench软件的使用；（3）掌握以TI CC2530 SoC芯片为CPU的应用系统硬件电路设计；（4）掌握TI CC2530 SoC芯片祼机软件开发；（5）掌握基于CC2530硬件平台和IAR软件平台的Zigbee Zstack协议栈应用开发。

3、社会能力（1）具有良好的职业道德和社会责任感、工作责任心，能主动参与到工作中；（2）具有团队协作精神，能主动与人合作、交流和协商；（3）具有群体意识和劳动组织能力。

（4）具有诚实守信的品质，树立环保、节能和安全意识。

四、先修课程《无线传感器网络设计与应用》课程的先修课程有《程序设计基础》、《传感器的选择与应用》、《单片机应用设计与制作》。

Z-Stack是TI公司针对Zigbee协议推出的一个开源协议栈。

它基于Zigbee协议规范，提供了从物理层到应用层的完整实现，帮助开发者快速构建Zigbee无线应用。

Z-Stack采用模块化设计，方便开发者根据需求进行功能裁剪和扩展。

同时，Z-Stack具有良好的可移植性和可维护性，支持多种平台和开发环境。

Z-Stack主要包括以下几个部分：物理层、MAC层、网络层和应用层。

其中，网络层包括Zigbee协议的核心功能，如拓扑结构、路由机制、安全机制等。

应用层则提供了丰富的API接口，方便开发者进行应用开发。

Z-Stack的发展经历了多个版本，不断优化和完善。

目前，Z-Stack已经成为Zigbee领域广泛应用的协议栈之一，被广泛应用于智能家居、工业自动化、环境监测等领域。

竭诚为您提供优质文档/双击可除zigbee协议体系结构篇一：zigbee协议架构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（physicallayer，phy）和媒介访问控制层（mediumaccesscontrolsub-layer,mac）是由ieee802.15.4-20xx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（networklayer,phy）和应用层（applicationlayer,apl）架构.图1zigbee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（clearchannelassessment,cca）信道能量的监测（energydetect,ed）和链接质量指示（linkqualityindication，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。

网 （ Ａ 链路 的建 立 与断 开 ；为设 备 的安 全提供 支 持 ；信 道 接人方 式采 用 载 波监 听多 址接人／ Ｐ Ｎ） 冲突避 免 （ Ｓ ／Ａ）机制 ；处理 和维护 保护 时隙 （ Ｔ 机 制 ；在两 个对等 网的ＭＡ 实体之 问提供 一个可靠 的通 Ｃ ＭＡＣ Ｇ Ｓ） Ｃ
信链路 。
定义设备在网络中的角色 、发起和响应绑定请求 、在网络设备之间建立安全机制。
收稿 日期 ：２ ０ — ０ ０ ０ ９ １— ９
基金项 目 ：集茭火学 科研 基金资 助项 ｌ Ｚ ２００ ２ Ｉ Ｂ０ ６ １ ） Ｉ（
作者简 介 ：赖联有 （９ ５ ） ，讲师 ，硕十 ，从嵌 入式 系统设 计 、无线通信 技术研 究 ，ｋ； ｘＴｉｌ＠ｌ３ １７ 一 ，男 ａｂｉ ｌｎｌ ６ ｉ ｘ ｙ 。
（ 集美大学 信息工程学院，福建 厦 门 ３ １２ ） ６ ０ １
摘要：在介绍 Ｚｇ ｅ 的协议体 系结构的基础上，具体描述了 Ｔ － ｔ ・协议的架构及 软件 开发方法 。作 为应用实 ｉ ｅ Ｂ Ｉ Ｓａｋ Ｚ ｒ 例 ，给 出 Ｚｇ ｅ 路 南器的硬件框 图和路 南算法设计 。 ｉ ｅ Ｂ 关键词 ：Ｚｇ ｅ ；Ｚ Ｓａｋ ｉ ｅ － ｔ ；无线路 南器 Ｂ ｃ
对 于网络层 （ ＷＫ），其 主要功 能是 负责拓扑结 构 的建立和 维护 网络 连接 ，包 括设计 连接和 断开网络 Ｎ 时所采用 的机制 、帧 信息传输 过程 中所采用 的安 全性机 制 、设 备的路 由发现 和路 南维 护和转 交机制 等。 对 于应用 层 （ Ｐ Ａ Ｌ），又包括 了应用 支持子 层 （ Ｐ ）、Ｚｇ ｅ设 备对 象 （ Ｄ ＡＳ ｉ ｅ Ｂ Ｚ Ｏ）和 南制 造商制订 的应 用对象 。应用 支持层 的功能包 括维 持绑定 表 、在绑定 的设 备之 间传送 消息 。Ｚｇ ｅ设 备对象 的功能包括 ： ｉＢ ｅ

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

Zigbee在监控系统应用中的原理概述Zigbee是一种低功耗、短距离无线通信技术，广泛应用于物联网领域。

在监控系统中，Zigbee技术提供了一种可靠的无线通信解决方案。

本文将介绍Zigbee在监控系统应用中的原理和优势。

原理1.Zigbee网络拓扑结构: Zigbee采用星型或网状的网络拓扑结构，其中一个设备作为协调器（Coordinator），其他设备作为终端设备（End Device）。

协调器负责网络的管理和数据的转发。

终端设备可以是传感器、执行器或其他设备。

2.Zigbee协议栈: Zigbee协议栈由应用层、网络层、MAC层和物理层组成。

应用层提供了各种应用接口，用于实现不同的功能。

网络层负责路由选择和网络管理。

MAC层提供了低功耗的媒体访问控制机制。

物理层负责无线信号的发送和接收。

3.低功耗通信: Zigbee采用低功耗的通信方式，终端设备在不传输数据时处于睡眠状态，以节省能源。

设备之间通过短暂地唤醒和传输数据，再进入睡眠状态。

这种低功耗的通信方式非常适合监控系统中需要长时间运行的设备。

4.自组织网络: Zigbee网络支持自组织，新设备可以自动加入网络，并通过路由选择算法建立起通信路径。

当设备离开网络或发生故障时，网络可以自动重建。

这种自组织网络的特性使得监控系统更加灵活和可靠。

优势1.大规模网络支持: Zigbee网络可以支持大规模的设备连接，一个协调器可以管理数百甚至数千个终端设备。

这种扩展性使得监控系统可以覆盖更大的区域，并监控更多的设备。

2.低功耗: Zigbee采用低功耗的通信方式，终端设备可以使用电池供电，并且在不传输数据时处于睡眠状态，大大延长了设备的使用寿命。

这对于需要长时间运行的监控系统非常重要。

3.可靠性: Zigbee网络中的设备可以通过多个路径进行通信，如果某个路径不可用，设备可以通过其他路径进行通信。

这种冗余路径的特性提高了监控系统的可靠性，即使某些设备故障，整个系统仍然可以正常运行。

3 单芯片集成SOCБайду номын сангаас
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。

自组织和 自维 护 ， 大程 度 地方便 消 费者 的使用 ， 最 降低 网
络 的维 护 成 本 ． １２ ２ Ｚｇ ｅ２０ ．． ｉ ｅ０ ６协 议 栈 ． ＩＣ ｉｅｎ公 司 在 ＩＥ ０ ． Ｂ Ｔ／ ｈｐｏ Ｅ Ｅ８２
出特点是 应用 简单 ， 电池 寿命长 ， 成本 低 ， 可靠 性 高， 有 具
第３ １卷
第１ 期
四 川 兵 工 学 报
２１ ０ ０年 １月
【 信息与计算机 】
Ｚｇ ｅ 议 的研 究 及 应 用 米 ｉＢ ｅ协
孙彩云 ， 李世 中， 李海军
（ 中北大学 机电工程 学院 ， 太原 ００５ ） ３０ １
摘要 ： 介绍 了 ８ ２ １ ．／ ｉ ｅ 无线 网络技术 ， 出最新版 的 Ｚｇ ｅ２０ ０ ．５４ Ｚｇ ｅ Ｂ 给 ｉ ｅ０ ６协 议栈架构 ， 点分析 了各协议 版本之 Ｂ 重 间的差异 ， 最后分析 了 Ｚｇ ｅ 技术的应用领域和 目标市场． ｉＢ ｅ 关键词 ： Ｅ ８ ２ １ ． Ｚｇ ｅ２０ ； Ｉ Ｅ ０ ．５４；ｉ ｅ０ ６ 协议栈 ； Ｅ Ｂ 无线传感 网络
技 术 的路 由协 议 ， 了 包 含 通 用 的 网 络 层 功 能 外 ， 同底 除 还 层 的 Ｉ Ｅ ０ ．５４标 准 一 样 省 电 ， 外 还 可 实 现 网 络 的 Ｅ Ｅ８ ２ １ ． 另
Ｚｇ ｅ ｉ ｅ技术是 一组 基于 Ｉ Ｅ ８ ２ １ ． Ｂ Ｅ Ｅ ０ ．５ ４无线 标准研 制 开发的有关组 网、 全和应 用 软件方 面 的通信 技术 ， 突 安 其
术 （ Ｗｉ ｘ 收 集 Ｊ 如 Ｍａ） ．
盟 负责 ， Ｅ Ｉ Ｅ制定物理层 和链路 层标 准． 用 汇聚层把 不 Ｅ 应

版标准 ， 义 了低 复 杂 度 、 功 耗 、 成 本 的无 线 定 低 低
Ｍ Ｎ和 Ｐ Ｙ 标 准 ． ｉ ｅ Ａ Ｈ Ｚｇ ｅ参 照 和 采 用 现 有 的 ＩＥ ｂ ＥＥ
８２ １ ． 准 ， ０ ．５４标 确定 了可 以在 不 同制 造 商 之 间共 享 的应 用纲要 ． Ｅ ０ ．５４工作 组 主要 负责 制 订物 Ｉ Ｅ ８２ １ ． Ｅ
维普资讯
第 ２ 卷 第 ４期 ８
２０ ０７年 ４月
通 化 师 范 学 院 学 报
Ｊ Ｕ ＮＡ Ｏ ＨＵ ＥＡＣ Ｒ Ｏ Ｌ Ｇ Ｏ Ｒ Ｌ ＯＦ Ｔ ＮＧ Ａ Ｉ ＨＥ Ｓ Ｃ Ｌ Ｅ Ｅ
Ｖ０ ． ８ Ｎ ４ １２ ｏ
Ａｐ ．２ ０ ｒ ０７
ｂｅ ｅ 联盟 ， 同推 进该 技 术 的进 一 步 发展 和应 用 ， 共 该
联 盟 目前 已 经 有 ７ ０个 成 员 ，包 括 七 个 最 初 的 发 起
层上 面提供 与上层 的接 口 ， 以直接 与 网络层 连接 ， 可 或者 通 过 中间 子 层一ｓ Ｃ ｓ ｓ和 Ｌ Ｃ实 现 连 接 ．ｉ ｅ Ｌ Ｚｇ ｅ ｂ 联盟在 ８２ １ ． 础上定 义 了网络层 和应用层 ． ０ ．５ ４基 应用层
理层 和 Ｍ Ｃ层 的 协议 ， 层应 用 、 试 和市 场 推 广 Ａ 高 测
等方 面 的工 作则 由 Ｚｇｅ 联 盟负责 ． ｉ ｅ ｂ
２ ２ Ｚｇｅ ． ｉ ｅ协议栈 ｂ
Ｚｇ ｅ 议 栈及 应用 实现 ｉ ｅ协 ｂ
孙 静， 陈佰 红
（ 吉林 师范大学 计算机学院 ， 吉林 四平 １６０ ） ３００
摘
要 ：ｉ ｅ 是 基 于 ＩＥ ０ ．５４的一 种 新 兴 的 无 线 网络 技 术 ． 介 绍 Ｚｇ￣ 协 议 找 的 架构 ， 层 协 议 的参 考模 型 及 各 层 Ｚｇ ｅ ｂ Ｅ Ｅ８２ １ ． 在 ｉ ｂ 每

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 协议栈中文说明_应用层介绍2.APL 应用层介绍 source src2.1.1应用层简介如图2-1所示，ZigBee 应用层由三个部分组成，APS 子层、ZDO （包含ZDO 管理平台）和制造商定义的应用对象。

图2-1 zigbee 协议堆栈分层结构2.1.2应用层框架ZigBee 中的应用框架是为驻扎在ZigBee 设备中的应用对象提供活动的环境。

最多可以定义240个相对独立的应用程序对象，且任何一个对象的端点编号都是从到240。

此外还有两个附加的终端节点，为了APSDE-SAP 的使用：端点号0固定用于ZDO 数据接口；另外一个端点255固定用于所有应用对象广播数据的数据接口功能。

端点241-2542.1.2.1应用应用profiles 是一组统一的消息，消息格式和处理方法，允许开发者建立一个可以共同使用的分布式应用程序，这些应用是利用驻扎在独立设备中的应用实体来实现的。

这些应用profiles 允许应用程序发送命令、请求数据和处理命令的请求。

2.1.2.2簇簇标识符可用来区分不同的簇，簇标识符联系着从设备流出和向设备流入的数据。

在特殊的应用profiles范围内，簇标识符是唯一的。

✓2.1.3ZigBee设备对象ZigBee设备对象（ZDO），描述了一个基本的功能函数，这个功能在应用对象、设备profile 和APS之间提供了一个接口。

ZDO位于应用框架和应用支持子层之间。

它满足所有在ZigBee 协议栈中应用操作的一般需要。

此外ZDO还有以下作用：（1）初始化应用支持子层（APS），网络层（NWK），安全服务规范（SSS）。

（2）从终端应用集合中配置的信息来确定和执行安全管理、发现、网络管理、以及绑定管理。

ZDO描述了应用框架层中应用对象的公用接口以及控制设备和应用对象的网络功能。

在终端节点0, ZDO提供了与协议栈中与低一层连接的接口，如果是数据则通过APSDE-SAP，如果是控制信息则通过APSME-SAP。

Zigbee技术简介及应用摘要二十一世纪初，信息技术的迅猛发展使人们的生活水平和工作效率极大地提高。

近距离内各种设备的无线通讯成为一个研究热点。

目前也有着几种发展比较成熟的无线通讯技术。

本文介绍的是目前一种比较流行的短距离无线通讯接入技术——Zigbee。

这种技术将使短距离无线通讯技术广泛地应用于生产生活中成为可能。

介绍完该技术后，通过特定的一个例子SampleApp工程对该技术进行进一步说明，该例子是现的功能是：A、B两个节点，当按下A（或B）节点的按键1时，点亮或熄灭B（或A）节点的LED1灯。

关键词：Zigbee技术；无线通讯技术1 Zigbee技术概述及其特征1.1 Zigbee技术概述ZigBee的名称源于蜜蜂的舞蹈，蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈交换各种信息。

故将新一代无线通信技术命名为ZigBee。

ZigBee过去又称为"HomeRF Lite"、"RF-EasyLink"或"FireFly"无线电技术，目前统称为ZigBee技术。

ZigBee是在2004年底才由Zigbee联盟正式发布的一种无线传输协议。

2006年12月，该联盟正式推出Zigbee的升级规范——Zigbee2006，也称为“增强型”Zigbee。

Zigbee技术是一种可以实现短距离内双向无线通讯的技术。

Zigbee技术以其复杂程度低、能耗低、成本低取胜于其余的短距离无线通讯技术。

其主要应用于短距离内，传输速度要求不高的电子通讯设备之间的数据传输和典型的有周期性、间歇性和地反应时间的数据的传输。

Zigbee是IEEE802.15.4技术的商业名称，该技术的核心由其制定。

能够在三个不同的频段上通讯。

全球通用的频段是2.4-2.484GHz，欧洲采用的频段是868.0-868.66MHz，美国采用的频段是902-928MHz。

该技术的高层应用和市场推广由Zigbee联盟负责。

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。