ZigBee協議__無線感測網

一、ZigBee可以分為三個基本層次：物理層/資料連結層，ZigBee堆棧層和應用程式層

各層的準系統如下：（1）物理層/資料連結層：物理層和資料轉送媒介相關，負責物理媒介和資料位元的相互轉化，以及資料位元與上層——資料連結層資料幀的相互轉化。資料連結層負責定址功能，發送資料時決定資料發送的目的地址，接收資料時判定資料的源地址。此外，物理層/資料連結層也負責資料包或資料幀的裝配以及接收到的資料幀的解析

（2）ZigBee堆棧層：ZigBee堆棧層由網路層與安全平台組成，提供應用程式層與IEEE802.15.4物理層/資料連結層的串連，由與網路拓撲結構，路由，安全相關的幾個堆棧層次組成

（3）應用程式層：應用程式層包含在網路節點上啟動並執行應用程式，賦予節點自己的功能，應用程式層的主要功能是將輸入轉化為數字資料，或者將數字資料轉化為輸出

二、ZigBee協議的主要特徵

ZigBee協議主要特徵如下：

（1）省電。ZigBee網路節點裝置工作周期較短，收發資訊功率低，並且採用了睡眠模式，所以其特別省電

（2）可靠。由於採用了碰撞避免機制，並為需要固定寬頻通訊業務預留了專用時隙，避免了發送資料時的競爭和衝突，而且MAC層採用了完全確認的資料轉送機制，每個發送資料包都必須等待接收方的確認資訊，從而保證了可靠性

（3）廉價。隨著產品的商業化，ZigBee通訊模組價格預計能降到1.5~2.5美元

（4）短延時。ZigBee節點休眠和工作狀態只需15ms

（5）大網路容量。

（6）安全

三、ZigBee網路層

1、網路層功能

網路層在MAC層與應用程式層之間提供合適的介面，通過激發MAC層的動作執行定址和路由功能，其主要任務包括：

①發起一個網路並且分配網路地址

②向網路中添加裝置或者從網路中移除裝置

③將資訊路由到目的節點

④對所發的資料進行加密

⑤在網狀網路中執行路由定址並且儲存路由表

2、網路層服務規範

網路層包含網路層資料實體（NLDE）和網路層管理實體（NLME）。

1）網路層資料實體（NLDE）

NLDE會提供以下服務類型：

①通用的網路層協議資料單元（NPDU）：NLDE可以通過一個附加的適當的協議頭從應用支援子層PDU中產生NPDU

②特定的拓撲路由：NLDE能夠傳輸NPDU給一個適當的裝置，這個裝置可以使最終的傳輸目的裝置，也可以通過最終目的裝置的下一個裝置

2）網路層管理實體（NIME）

NLME提供以下服務：

①配種一個新裝置

②建立一個網路

③加入或離開一個網路

④分配地址

⑤發現臨近表

⑥發現路由

⑦接收控制

3、網路層資料框架格式

網路層資料框架格式包括幀控制欄位，目的地址/源地址，廣播半徑，廣播序號，幀負荷