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ZigBee协议栈Z-Stack开发指南.pdf
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更新于2023-05-09
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Z-Stack Developer's Guide.pdf中文版,高清PDF,带索引目录,ZigBee协议栈开发指南
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ZigBee 协议栈 Z-Stack 开发指南
目录
1. ZigBee ................................................................................................................................... 1
1.1. 设备类型(Device Types) ......................................................................................... 1
1.1.1. Coordinator(协调器) ....................................................................................... 1
1.1.2. Router(路由器) ............................................................................................... 1
1.1.3. End-Device(终端设备) ................................................................................... 2
1.2. 栈配置(Stack Profile) ............................................................................................... 2
2. 寻址(Addressing) ................................................................................................................. 2
2.1. 地址类型(Address types) ......................................................................................... 2
2.2. 网络地址分配(Network address assignment) .......................................................... 2
2.3. Z-Stack 寻址(Addressing in z-stack) ....................................................................... 3
2.3.1. 单点传送(Unicast) ......................................................................................... 4
2.3.2. 间接传送(Indirect) ......................................................................................... 4
2.3.3. 广播传送(broadcast) ...................................................................................... 4
2.3.4. 组寻址(Group Addressing) ............................................................................ 5
2.4. 重要设备地址(Important Device Adresses) ............................................................ 5
3. 绑定(Binding) ...................................................................................................................... 5
3.1. 建立绑定表(Building a Binding Table) ................................................................... 6
3.1.1. ZigBee Device Object Binding Request ......................................................... 6
3.1.2. 配置源绑定(Configuring Source Binding) .................................................... 7
4. 路由(Routing) ...................................................................................................................... 8
4.1. 概述(Overview) ........................................................................................................ 8
4.2. 路由协议(Routing Protocol) .................................................................................... 8
4.2.1. 路径的发现和选择(Route Discovery and Selection) .................................... 9
4.2.2. 路径保持维护(Route maintenance) ............................................................... 9
4.2.3. 路径期满(Route expiry) .............................................................................. 10
I
4.3. 表存储(Table storage) ............................................................................................ 10
4.3.1. 路由表(Routing table) ................................................................................. 10
4.3.2. 路径发现表(Route discovery table) ............................................................ 10
4.4. 路径设置快速参考(Routing Settings Quick reference) ........................................ 10
5. ZDO 消息请求(ZDO Message requests) ............................................................................ 11
6. 便携式设备(Portable Devices) .......................................................................................... 12
7. 端到端确认(End-to-end acknowledgements) .................................................................... 12
8. 其他(Miscellaneous) .......................................................................................................... 13
8.1. 配置信道(Configuring channel) ............................................................................. 13
8.2. 配置 PAN ID 和要加入的网络(Configuring PAN ID and network to join) ......... 13
8.3. 最大有效载荷大小(Maximum payload size) ........................................................ 13
8.4. 离开网络(Leave Network) ..................................................................................... 14
8.5. 描述符(Descriptors) ............................................................................................... 14
8.6. 非易失性存储项(Non-volatile Memory Items) ..................................................... 14
8.6.1. 网络层非易失性存储器(Network Layer Non-Volatile Memory) .............. 14
8.6.2. 应用的非易失性存储器(Application Non-Volatile Memory) .................... 15
9. 安全(Security) .................................................................................................................... 15
9.1. 概述(Overview) ...................................................................................................... 15
9.2. 配置(Configuration) ............................................................................................... 16
9.3. 网络访问控制(Network access control) ................................................................ 16
9.4. 更新密码(Key Updates) ......................................................................................... 16
9.5. 快速参考(Quick Reference) ................................................................................... 17
II
1. ZigBee
1.1. 设备类型(Device Types)
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。
上图是一个简单的 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。
1.1.1. 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
(或者消失 go away)。由于 ZigBee 网络本身的分布特性,因此接下来整个网络
的操作就不在依赖协调器是否存在。
1.1.2. 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
儿子终端设备的通讯。
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。但是当使用树群
1
这种网络模式时,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。
1.1.3. 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。
1.2. 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他开发商开发的遵循同样栈配置的网络中。
2. 寻址(Addressing)
2.1. 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 IEEE 地址是一个全球唯一的地址,并且一经分配就将跟随设备一生。它通常由制
造商或者被安装时设置。这些地址由 IEEE 组织来维护和分配。
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
设备和发送数据。
2.2. 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出
去的网络地址是唯一的。这一点是必须的,因为这样才能保证一个具体的数据包能够发送到
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
辈设备通讯来接收一个唯一的网络地址。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。
2
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dearhongjun
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