ZigBee协议栈架构详解

ZigBee 协议栈中文说明 ZigBee 协议栈是建立在 IEEE 802.15.4 标准基础上的一个协议栈，定义了 MAC 和 PHY 层。ZigBee 设备应该包括 IEEE 802.15.4 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。 **ZigBee 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。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。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。 **应用对象和端点** 每个应用对象都有一个或多个端点，每个端点都能接收（用于输入）或发送（用于输出）簇格式的数据。一共有两个特殊的端点，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 堆栈的其他层通信，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。 **应用支持子层（APS）** 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。 **网络层（NWK）** 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。 **IEEE 802.15.4 MAC 层** IEEE 802.15.4 标准为低速率无线个人域网（LR-WPAN）定义了 MAC 层和 PHY 层。MAC 层负责设备之间的通信，PHY 层负责无线电信号的传输。 ZigBee 协议栈是一个复杂的协议栈，包括多个层次和组件，每个层次和组件都有其特定的功能和作用。了解 ZigBee 协议栈的结构和工作原理对于开发 ZigBee 设备和应用程序非常重要。