ZigBee学习笔记一

Posted 2020-09-28

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1： ZigBee是一种协议，由ZigBee联盟制定。 ZigBee联盟是一个高速增长的非牟利业界组织，成员包括国际著名半导体生产商、技术提供者、代工生产商以及最终使用者。

2：所谓协议，即一种通讯方式。 例如，人与人之间的通讯方式是 普通话。普通话就是一种协议。 在日常生活中，网吧局域网，运用一种叫 以太网协议，用于不同计算机之间的交流。 而ZigBee 是用于无线传感器只见交流的一种通讯方式。

3：无线传感（器）网络（WSN）：获取，传递，搜集，监控各种传感器信息的网络。其实现有很多协议支持，大体分为短距离和长距离两种。而蓝牙，ZigBee 就属于短距离。 我们熟悉的GPRS（2G网络）， 3G网络属于长距离通讯协议。 WifI 也属于短距离协议，但通讯量要大的多。

4：ZigBee 特点，优点：a：低功耗，几节干电池，能持续工作较长一段时间（6-24个月）。

       　　　　　　　　   b： 低延时，接入网络速度在一秒以内。

　　　　　　　　　　   c： 高容量，可以同时接入上万个传感器。而蓝牙限制在6个左右。

　　　　　　　　　　   d： 高安全，128位AES，非常先进的加密算法。

                   　　 缺点：低速率：每秒上限250K。短距离： 30-300米

　　　　由于再物联网传感器通讯中，需要大量的传感器。从而引起对功耗，容量的考虑。 而ZigBee很好的满足的人们需求。传感器之间距离不会太远。速率250K又能基本满足帧传输要求。 所以，ZigBee成为物联网发展首选， 前景非常好。

5：ZigBee实现所需要的支持：

　　硬件上：CC2530芯片（TI公司开发）

　　软件上：ZIGBEE协议栈（TI公司开发），IAR软件（用于写代码）。（TI公司开发）

6：ZigBee协议栈：是一种基于IEEE802.15.4，分为物理层（PHY），MAC访问控制子层（MAC），网络层（NWK），应用层（APL）。IEEE规范的物理层和MAC层，ZIGBEE协议实现了网络层和应用层。

7：ZigBee标准网络设备，协调器：唯一，负责整个网络的管理。包括网络的建立等等。

　　　　　　　　　　　  路由器：找到到终点的最佳路由信息。除了不能建立网络之外，功能与协调器类似。

　　　　　　　　　　　  终端设备：数据的传输与接收。

8： 物理层功能：激活和休眠射频收发器。 信道能量检测。收发数据等等。

9： MAC层：IEEE.802系列把 OSI 中 数据链路层分为MAC层（媒体访问控制），LLC（逻辑链路控制）两个子层。MAC层主要负责是与硬件相关的部分，实现与物理层的连接。LLC负责与硬件无关的部分。 MAC层规范的信息如何在介质上传输，在共享同一个带宽的链路中，采取基于竞争的CSMA/CA 协议。 物理寻址也在MAC定义。逻辑拓扑（信号通过物理拓扑的路径）也在此处被定义。 线路控制，出错通知（不纠正），帧的可选择流量控制，和传递顺序在这一层实现。

10：CSMA/CA：谁先来，为谁服务的协议。假设A,B同时向C发送数据， 当数据发送时，会再帧上写有NAV（网络分配矢量，用来说明该帧需要占用多长时间duration），即发送一个RTS请求。 结果A的帧先到达， 则C向所有与它链接的设备返回一个CTS允许发送答复， 改答复也包含了NAV，所以A被服务，其他设备也知道自己需要等待一个NAV的时间，再重新发送。

11：网络层是协议栈实现的核心层。负责网络的建立，设备的加入，路由搜索，和消息传递。

12：应用层（APL）分为三部分： 应用支持子层（APS） ZDO（ZIGBEE设备对象） 和应用对象。 具体在下一个笔记中再写。

13：SAP, ZIGBEE协议栈中， 下层总是为上层服务的，而为上层服务的接口称为SAP。

ZIGBEE协议栈总体框架如图：

这次就到这里了。