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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(physical layer ,PHY)和媒介访问控制层(medium access control sub-layer,MAC )是由IEEE802.15.4-2003 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(network layer,PHY )和应用层

(application layer,APL )架构.

图1 zigbee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(clear cha nn el assessme nt,CCA )信道能量的监

测(energy detect,ED )和链接质量指示(link quality indication ,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。

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。

MAC层主要功能包括以下几个方面:

(1) ZigBee协调器产生网络信标

(2) 设备与信标同步

(3)支持节点加入或着退出操作

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(physical layer,PHY)和媒介访问控制层(medium access control sub-layer,MAC)是由IEEE802.15.4-2003 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(network layer,PHY)和应用层(application layer,APL)架构. 图1 zigbee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(clear channel assessment,CCA)信道能量的监测(energy detect,ED)和链接质量指示(link quality indication,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。 MAC 层主要功能包括以下几个方面: (1)ZigBee 协调器产生网络信标 (2)设备与信标同步 (3)支持节点加入或着退出操作 (4)信道接入方式采用免冲突载波检测多路访问(CSMA-CA)机制 (5)建立并维护保护时隙机制 (6)为设备提供安全支持 MAC 帧格式由三个基本部分组成:MAC 帧头、MAC 帧载荷和MAC 帧尾。不同类型的MAC 帧,其帧头和帧尾都是一样的,只是MAC 帧载荷有差别,通用MAC 帧格式如表2所示。 表二通用MAC帧格式 网络层规范 网络层定义了它与应用层之间的接口,包括提供给应用层的数据服务接口NLDE-SAP和管理服务接口NLME-SAP , 同时提供了网络层数据服务和网络层管理服务。网络层主要负责拓扑结构的建立和网络的维护,具体的功能如下:(1)初始化网络,即建立一个新的包含协调器、路由器和终端设备的网络(2)设备连接和断开时所采用的机制 (3)对一跳邻居节点的发现和相关节点信息的存储 (4)ZigBee 协调器和路由器为新加入节点分配短地址

Zigbee协议栈原理基础

1Zigbee协议栈相关概念 1.1近距离通信技术比较: 近距离无线通信技术有wifi、蓝牙、红外、zigbee,在无线传感网络中需求的网络通信恰是近距离需求的,故,四者均可用做无线传感网络的通信技术。而,其中(1)红外(infrared):能够包含的信息过少;频率低波衍射性不好只能视距通信;要求位置固定;点对点传输无法组网。(2)蓝牙(bluetooth):可移动,手机支持;通信距离10m;芯片价格贵;高功耗(3)wifi:高带宽;覆盖半径100m;高功耗;不能自组网;(4)zigbee:价格便宜;低功耗;自组网规模大。?????WSN中zigbee通信技术是最佳方案,但它连接公网需要有专门的网关转换→进一步学习stm32。 1.2协议栈 协议栈是网络中各层协议的总和,其形象的反映了一个网络中文件传输的过程:由上层协议到底层协议,再由底层协议到上层协议。 1.2.1Zigbee协议规范与zigbee协议栈 Zigbee各层协议中物理层(phy)、介质控制层(mac)规范由IEEE802.15.4规定,网络层(NWK)、应用层(apl)规范由zigbee联盟推出。Zigbee联盟推出的整套zigbee规范:2005年第一版ZigBeeSpecificationV1.0,zigbee2006,zigbee2007、zigbeepro zigbee协议栈:很多公司都有自主研发的协议栈,如TI公司的:RemoTI,Z-Stack,SimpliciTI、freakz、msstatePAN 等。 1.2.2z-stack协议栈与zigbee协议栈 z-stack协议栈与zigbee协议栈的关系:z-stack是zigbee协议栈的一种具体实现,或者说是TI公司读懂了zigbee 协议栈,自己用C语言编写了一个软件—---z-stack,是由全球几千名工程师共同开发的。ZStack-CC2530-2.3.1-1.4.0软件可与TI的SmartRF05平台协同工作,该平台包括MSP430超低功耗微控制器(MCU)、CC2520RF收发器以及CC2591距离扩展器,通信连接距离可达数公里。 Z-Stack中的很多关键的代码是以库文件的形式给出来,也就是我们只能用它们,而看不到它们的具体的实现。其中核心部分的代码都是编译好的,以库文件的形式给出的,比如安全模块,路由模块,和Mesh自组网模块。与z-stack 相比msstatePAN、freakz协议栈都是全部真正的开源的,它们的所有源代码我们都可以看到。但是由于它们没有大的商业公司的支持,开发升级方面,性能方面和z-stack相比差距很大,并没有实现商业应用,只是作为学术研究而已。 还可以配备TI的一个标准兼容或专有的网络协议栈(RemoTI,Z-Stack,或SimpliciTI)来简化开发,当网络节点要求不多在30个以内,通信距离500m-1000m时用simpliciti。 1.2.3IEEE802.15.4标准概述 IEEE802.15.4是一个低速率无线个人局域网(LowRateWirelessPersonalAreaNetworks,LR-WPAN)标准。定义了物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)。 LR-WPAN网络具有如下特点: ◆实现250kb/s,40kb/s,20kb/s三种传输速率。 ◆支持星型或者点对点两种网络拓扑结构。 ◆具有16位短地址或者64位扩展地址。 ◆支持冲突避免载波多路侦听技术(carriersensemultipleaccesswithcollisionavoidance,CSMA/CA)。(mac层) ◆用于可靠传输的全应答协议。(RTS-CTS) ◆低功耗。 ◆能量检测(EnergyDetection,ED)。 ◆链路质量指示(LinkQualityIndication,LQI)。 ◆在2.45GHz频带内定义了16个通道;在915MHz频带内定义了10个通道;在868MHz频带内定义了1个通道。 为了使供应商能够提供最低可能功耗的设备,IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers,电气及电子工程师学会)定义了两种不同类型的设备:一种是完整功能设备(full.functionaldevice,FFD),另一种是简化功能设备

ZigBee协议栈OSAL介绍

讨论ZigBee协议栈的构成以及内部OSAL的工作机理。 ZigBee协议栈OSAL介绍 操作系统抽象层 OSAL常用术语: 1.资源(Resource):任何任务所占用的实体都叫资源,如变量、数组、结构体 2.共享资源(Shared Resource):两个或两个以上任务使用的资源,为防止破坏资源,任务在操作共享资源时是独占状态。 3.任务(Task):即线程,简单的程序的执行过程。任务设计时将问题尽可能分成多个任务,每个任务独立完成某项功能,同时赋予优先级、CPU寄存器和堆栈空间。一般一个任务设计为一个无限循环。 4.多任务运行(Muti-task Running):其实同一时刻只有一个任务运行。 5.内核(Kernel):内核负责管理各个任务。包括:分配CPU时间;任务调度;任务间的通信。 6.互斥(Mutual Exclusion):多任务通信最常用方法是共享数据结构。 保护共享资源常用的方法: 关中断; 使用测试并置位指令(T&S指令); 禁止任务切换; 使用信号量; 7.消息队列(Message Queue):用于任务间传递消息。 OSAL提供如下功能: 任务注册、初始化和启动; 任务间的同步、互斥; 中断处理; 储存器分配和管理; OSAL运行机理: OSAL就是一种支持多任务运行的系统资源分配机制。 OSAL是一种基于事件驱动的轮询式操作系统。、 void osal_start_system(void)是ZigBee协议栈的灵魂,不断的查看事件列表,如果有事件发生就调用相应的事件处理函数。 SYS_EVENT_MSG是一个事件集合,是由协议栈定义的事件,即系统强制事件(Mandatory Events),它的定义为: #define SYS_EVENT_MSG 0x8000; 它包含如下事件: AF_INCOMING_MSG_CMD 收到一个新的无线数据

2020年Zigbee协议栈中文说明免费

1.概述 1.1解析ZigBee堆栈架构 ZigBee堆栈是在IEEE 802.15.4标准基础上建立的,定义了协议的MAC和PHY层。ZigBee设备应该包括IEEE802.15.4(该标准定义了RF射频以及与相邻设备之间的通信)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。图1-1给出了这些组件的概况。 1.1.1ZigBee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(见图1-1)。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。 图1-1 zigbe堆栈框架 从应用角度看,通信的本质就是端点到端点的连接(例如,一个带开关组件的设备与带一个或多个灯组件的远端设备进行通信,目的是将这些灯点亮)。 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。图1-1-2就是设备及其接口的一个例子:

图1-1-2 每个接口都能接收(用于输入)或发送(用于输出)簇格式的数据。一共有二个特殊的端点,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 堆栈的其它层通信,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。 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。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。 1.1.2 80 2.15.4 MAC层 IEEE 802.15.4标准为低速率无线个人域网(LR-WPAN)定义了OSI模型开始的两层。PHY层定义了无线射频应该具备的特征,它支持二种不同的射频信号,分别位于2450MHz波段和868/915MHz 波段。2450MHz波段射频可以提供250kbps的数据速率和16个不同的信道。868 /915MHz波段中,868MHz支持1个数据速率为20kbps的信道,915MHz支持10个数据速率为40kbps的信道。MAC层负责相邻设备间的单跳数据通信。它负责建立与网络的同步,支持关联和去关联以及MAC 层安全:它能提供二个设备之间的可靠链接。 1.1.3 关于服务接入点 ZigBee堆栈的不同层与802.15.4 MAC通过服务接入点(SAP)进行通信。SAP是某一特定层提供的服务与上层之间的接口。 ZigBee堆栈的大多数层有两个接口:数据实体接口和管理实体接口。数据实体接口的目标是向上层提供所需的常规数据服务。管理实体接口的目标是向上层提供访问内部层参数、配置和管理数据的机制。 1.1.4 ZigBee的安全性 安全机制由安全服务提供层提供。然而值得注意的是,系统的整体安全性是在模板级定义的,这意味着模板应该定义某一特定网络中应该实现何种类型的安全。 每一层(MAC、网络或应用层)都能被保护,为了降低存储要求,它们可以分享安全钥匙。SSP是通过ZD0进行初始化和配置的,要求实现高级加密标准(AES)。ZigBee规范定义了信任中心的用

zigbee协议,源代码

竭诚为您提供优质文档/双击可除 zigbee协议,源代码 篇一:揭开zigbee20xx协议栈z-stack的”开源“面纱 揭开zigbee20xx协议栈z-stack的”开源“面纱 (20xx-11-2216:06)分类:zigbee技术学习 我们都在说zigbee20xx协议栈z-stack是开源的,但是这个协议栈到底是全部开源的,还是只是开源一部分,让我们来揭开它的“开源”面纱?z-stack是在20xx年4月,德州仪器推出业界领先的zigbee协议栈, z-stack符合zigbee20xx规范,支持多种平台,z-stack 包含了网状网络拓扑的几近于全功能的协议栈,在竞争激烈的zigbee领域占有很重要地位。配合osal完成整个协议栈的运行。 z-stack只是zigbee协议的一种具体的实现,我们要澄清的是zigbee不仅仅有z-stack这一种,也不能把z-stack 等同于zigbee20xx协议,现在也有好几个真正开源的zigbee 协议栈,例如:msstatepan协议栈,freakz协议栈,这些都是zigbee协议的具体实现,而且是全部真正的开源的,

它们的所有源代码我们都可以看到,而z-stack中的很多关键的代码是以库文件的形式给出来,也就是我们只能用它们,而看不到它们的具体的实现。那下面我们就以 z-stack1.4.3-1.2.0看看它的组织架构,那些功能是开源的,那些是以库文件的形式提供给我们的。我们利用z-stack开发应用,只能知道怎么做和做什么也就是“how”和“what”,而不能准确的知道“为什么”,“why”.我们也可以通过真正这些开源的zigbee协议栈了解为什么。 我们可以从ti的官方网站下载最新的协议栈,/zigbee 我这里的是zigbee20xx版本为版本的。下载完以后我们可 以点击exe文件进行安装,默认会在c盘的根目录下建立texasinstruments目录,该目录下面的子目录就是安装 z-stack的文件。下面的这个图就是z-stack协议栈的目录 结构, 根目录下有一个gettingstartedguidecc2430.pdf文件,是安装卸载协议栈的说明文件,另外三个文件夹分别是documentscomponents和project。 1.documents documents文件夹包含了对整个协议栈进行说明的所有 文档信息,下面有很多的pdF格式的文档,内容比较多,不过也无需全部的细读,我们可以把它们当做参考手册,根据需要来阅读。

zigbee协议位于osi的哪层

竭诚为您提供优质文档/双击可除zigbee协议位于osi的哪层 篇一:zigbee无线网络协议层各层的作用 zigbee无线网络协议层各层的作用 zigbee无线网络协议层共分为4层,分别为phy层,mac 层,nwk层和apl层,各层作用的简单介绍如下。 1.phy层 在zigbee无线网络中,phy层位于协议层的最底层,是距离硬件最近的层,它直接控制并与无线收发器通信。phy 层负责激活发送或接受数据包的无线设备。phy层还选择信道的频率并确保该频道当前没有被任何一个其他网络中的设备所使用。 2.mac层 mac层为phy层和nwk层提供了接口,它负责产生信标和为信标(beacon-enabled网络)同步设备,mac层还提供建立连接和解除连接的服务。 3.nwk层 nwk层接口负责管理网络形成和路径选择。路径选择就是选择将信息转发到目标设备的路径。zigbeecoordinator

和router负责发现和维护网络中的路径,zigbee终端设备不能执行发现路径。zigbeecoordinator或者router将代表终端执行路径发现,zigbeecoordinator的nwk层负责建立一个新的网络和选择网络拓扑(树型,星型,或网状网络拓扑),zigbeecoordinator还为网络中的设备分配网络地址。 4.apl层 apl层是zigbee无线网络中的最高协议层并且管理应用对象。生产商开发应用对象来为各种应用定制一款设备,在zigbee设备中,应用对象控制和管理协议层,单个的设备中最多可以有240个应用对象。 在开发一个应用时,zigbee标准提供了使用应用框架的选择。应用框架是一系列关于特定应用消息格式和处理动作的协议。使用应用框架可以使不同供应商开发的同一款应用的产品之间有更好的互操作性。 篇二:网络题目+答案 选择: 1.ip、telnet、udp分别是osi参考模型的哪一层协议? a.1、2、3b.3、4、5c.4、5、6d.3、7、4 2.如何跟踪Rip路由更新的过程? a.showiprouteb.debugiprip c.showipripd.cleariproute* 3.Rip的最大跳数是:__________________

ZigBee测试与协议分析

ZigBee测试与协议分析 1 前言 ZigBee协议栈包括物理层协议(IEEE802.15.4)和上层软件协议(ZigBee 2007以及其他的ZigBee网络协议)。本文将从这两方面来了解这些协议,通过介绍如何捕获及如何理解关键参数,深层次剖析ZigBee技术。有了这些本质性的认识,对于分析解决无线产品应用问题,会有很大的帮助。 2 物理层分析 ZigBee的物理层为IEEE802.15.4标准所规定,定义了ZigBee底层的调制编码方式。这些规约大多是芯片设计者需要关心的,对于应用开发来说,更关心的是衡量一个芯片、一个射频系统性能的参数。在过去的文章中,已介绍了输出功率、接收灵敏度和链路预算等参数,这一讲将更深入地介绍一个调制质量的参数:EVM。EVM指的是误差向量(包括幅度和相位的矢量),表征在一个给定时刻理想无误差基准信号与实际发射信号的向量差,。从EVM参数中,可以了解到一个输出信号的幅度误差及相位误差。 EVM是衡量一个RF系统总体调制质量的指标,定义为信号星座图上测量信号与理想信号之间的误差,它用来表示发射器的调制精度,调制解调器、PA、混频器、收发器等对它都会有影响。EVM数据和眼图。 了解完这个参数之后,再看看实际测试中是如何获取EVM参数的。 ZigBee物理层的测试,在产品研发、生产和维护阶段,可以分别采用不同的仪器。 (1)产品研发阶段要测量EVM参数,需要使用带协议解析的频谱仪,最好是自带相应协议插件的仪器,可以使用安捷伦PXA N9030A频谱分析仪+8960B插件(选配了ZigBee分析插件)。这些仪器可以测试出ZigBee调制信号的星座图、实时数据和眼图等信息,在芯片级开发过程中,需要考量高频电容电感以及滤波器等的单个及组合性能,特别需要注意的是ZigBee信号的临道抑制参数,利用PXA N9030A的高分辨率,可以查看点频的带外信号,这些细节在更换射频器件供应商时,需要仔细测量,一般数字电路抄板比较容易,因为器件性能的影响不是很大,只要值和封装对了就可以,但是射频前端的设计上,即使原样的封装、容值和感值,供应商不一样,射频参数也是不一样的,板材的选用也极大地影响着阻抗匹配,因此复制和再开发都有较大难度。合格的测试工具,加上有质量保证的射频器件供应商资源,方能真正具备RF设计能力。安捷伦PXA N9030A频谱分析仪。 (2)批量生产阶段在批量生产中,不可能将实验室的研发测试仪器搬到工厂,因此,需要便携小巧的测试设备,这时可用罗德与斯瓦茨公司的热功率探头,如NRP-Z22,做一个2.4 GHz的输出功率测试,保证能够输出公差允许的功率信号即可,因为在生产中,射频器件的焊接不良、馈线连接头的接触不良,都会造成输出功率的下降甚至消失。需要注意的是,探头非常容易被静电损坏,必须要带上防静电手套进行操作,返修过程如需要经过德国,则时间长,经费也不便宜,不是很严重的损坏倒是可以在深圳维修中心处理。NRP-Z22。 (3)应用阶段在现场出现问题时,ZigBee节点已经安装到现场,不能逐一拆下来测试,并且周围的电磁环境也是没办法在单个节点上检测到,这时就需要手持式的频谱仪进行现场勘查了,例如安捷伦公司的N9912A手持式频谱仪。使用该频谱仪,可以完成无线系统设计初期的现场勘查工作,检测现场各个地点是否有异常电磁干扰,对于ZigBee来说,当然是检测是否有持续的WIFI信号干扰了。同时,更为详细的现场勘查,还包括在定点进行数据发送,预期覆盖点进行信号强度分析,以实地评估墙体等障碍物的信号衰减,在已经架设好的ZigBee网络中,也可以检测信号覆盖,数据通信是否正常等。N9912A。

zigbee协议栈代码主要名词解释

zigbee协议重要名词解释及英文缩写(转载)网络层功能: 1. 加入和退出网络 2. 申请安全结构 3. 路由管理 4. 在设备之间发现和维护路由 5. 发现邻设备 6. 储存邻设备信息 当适当的重新分配地址联合其他设备,ZIGBEE2006可以依赖于网络协调者建立一个新网络. ZIGBEE应用层由APS(应用支持)、AF(应用结构)、ZDO(ZIGBEE设备对象)和厂商自定义应用对象组成。 APS功能 1. 绑定维持工作台,定义一个两个合拢的设备进行比较建立他们的需要和服务。 2. 促进信息在设备之间的限制 3. 组地址定义,移除和过滤组地址消息 4. 地址映射来自于64位IEEE地址和16位网络地址 5. 分裂、重新组装和可靠数据传输 ZDO功能 1. 定义设备内部网络(ZigBee协调者和终端接点) 2. 开始和/或回答绑定请求 3. 在网络设备中建立一个网络安全关系 4. 在网络中发现设备和决定供给哪个应用服务 ZDO同样有责任在网络中发现设备和为他们提供应用服务。 1.1.4 网络拓扑 ZIGBEE网络层支持星状、树状和网状拓扑。在星状拓扑中网络受约束与单个设备,呼叫COORD。COORD有责任建立和维持在网络中发现的设备和其他所有设备,都知道的终端接点直接和COORD 通信。在网状和树状拓扑中,COORD有责任建立一个网络和选择几个关键网络参数,但是网络有有可能直接应用于ZigBee路由器。在树状网络中,利用分等级路由策略完成路由传输数据和控制消息直通网络。树状网络在802.15.4-2003中可以采用信标引导通信。网状网络将允许所有对等网络通信。ZIGBEE 路又将不能在网状网络中发射规则的IEEE802.15.4-2003信标。

从Zigbee协议栈底层添加自己的按键配置

本实验是基于ZStack-CC2530-2.5.1a版本的协议栈来进行实验的,整个实验需要改动 hal_board_cfg.h、hal_board_cfg.h、hal_key.c、hal_key.h和自己定义的Coordinator.c这5个文件。 注意:添加自己的按键时尽量不要修改协议栈里面的按键程序,自己另行添加即可。 1、hal_key.h 在/* Switches (keys) */下面添加自己的按键定义 #define HAL_KEY_SW_8 0x80 图1: ---------------------------------------------------------------------------------------- 2、hal_board_cfg.h 在/* S6 */ #define PUSH1_BV BV(1) #define PUSH1_SBIT P0_1 #if defined (HAL_BOARD_CC2530EB_REV17) #define PUSH1_POLARITY ACTIVE_LOW #elif defined (HAL_BOARD_CC2530EB_REV13) #define PUSH1_POLARITY ACTIVE_LOW #else #error Unknown Board Indentifier #endif 下面模仿/* S6 */下的程序定义自己的按键值: /* S8 */ #define PUSH8_BV BV(4)//修改 #define PUSH8_SBIT P0_4//修改 #if defined (HAL_BOARD_CC2530EB_REV17)

ZigBee协议架构

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(application layer,APL )架构. 图1 zigbee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-SAPg口同时为物理层提供相应的管理服务,用丁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(clear channel assessment,CCA)信道能量的监测(energy detect,ED )和链接质量指示(link quality indication , LQI)等。物理层帧结构由同步头、物理层帧头和物理层*效载荷三部分组成,如表1所示。 同步头乂包括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-SAFffi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。MA@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。 MAC层主要功能包括以下几个方面: (1) ZigBee协调器产生网络信标 (2) 设备与信标同步 (3) 支持节点加入或着退出操作 (4) 信道接入方式采用免冲突载波检测多路访问(CSMA-CA机制 (5) 建立并维护保护时隙机制 (6) 为设备提供安全支持 MAC帧格式由三个基本部分组成:MAC帧头、MAC帧载荷和MAC帧尾。不同类型的MAC帧,其帧头和帧尾都是一样的,只是MAC帧载荷有差别,通用MAC帧格式如表2所小。 表二通用MA#格式 网络层规范 网络层定义了它与应用层之间的接口 ,包括提供给应用层的数据服务接口 NLDE-SAP管理服务接口NLME-SAP,同时提供了网络层数据服务和网络层管理 服务。网络层主要负责拓扑结构的建立和网络的维护,具体的功能如下: (1) 初始化网络,即建立一个新的包含协调器、路由器和终端设备的网络 (2) 设备连接和断开时所采用的机制 (3) 对一跳邻居节点的发现和相关节点信息的存储 (4) ZigBee协调器和路由器为新加入节点分配短地址 (5)确保MAC正常工作,并且为应用层提供合适的服务接口 网络层帧结构包括网络层帧头(Network header, NHR和网络层载荷(Network payload,NPL)两部分,其中网络层帧头域由帧控制域、目的设备地址、源设备地址、广播半径和广播序列号等部分组成,通用网络帧的结构如表3所示。 表3通用网络层帧结构

TI_zigbee协议栈结构分析应用

无线盛世《快速进入ZB世界》
Ver:1

进入Zigbee世界的准备工作
§ 首先,我们需具备一些硬件设备及平台。以下 我就罗列一下Zigbee开发基本工具: § 计算机:不管是设计电路还是编程开发都是离 不开它的。 § Zigbee开发板:对于初学者来说,Zigbee开发 板无疑是最佳选择。有了开发板,你可以在我 们成熟设计的基础上学习或者做自己的设计。 § Zigbee模块:集MCU,RF,天线设计于一体 的Zigbee模块。使用它,我们可省去设计天线 及IC周边电路设计的复杂工作。

进入Zigbee世界的准备工作
§ Zigbee仿真器:是集烧写程序、在线编程和在线仿真 功能于一身的开发过程工作中必不可少的开发工具。 编程器既能对CC243x芯片(其实包括TI产品中的CC 系列的大部分芯片)进行烧写程序(hex标准文件程序 ),也能对CC243x芯片进行在线编程和仿真,让我们 能方便地在线调试开发,从而大大地提高了开发效率 。 § Zigbee协议分析仪:ZigBee的设计开发者必不可少的 工具!ZigBee协议分析仪具有广泛的功能,包括:分 析以及解码在PHY、MAC、NETWORK/SECURITY、 APPLICATION FRAMEWORK、和APPLICATION PROFICES等各层协议上的信息包;显示出错的包以 及接入错误;指示触发包;在接收和登记过程中可连 续显示包。

进入Zigbee世界的准备工作
§ 再次,我们需要在将用于开发Zigbee的计 算机平台上安装这些软件: § Zigbee协议分析软件(sniffer) § 程序烧写软件(Flash Programmer) § IAR公司的EW8051 version 7.20I/W32 。

Zigbee模块通信协议

ZigBee模块无线数据通信通用协议Version 1.2.7 浙江瑞瀛网络科技有限公司

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目录 1. 概述 (4) 1.1. 节点类型 (4) 2. 帧格式 (6) 2.1. 串口帧格式 (6) 2.2. 通用帧格式 (6) 2.3. 应用层数据帧(ADF)格式 (8) 2.3.1. 读(Read)命令帧:ID = 0x20 (8) 2.3.2. 写(Write)命令帧:ID = 0x25 (8) 3. 对象字典(OD)定义 (10) 3.1. 模块信息参数 (10) 3.2. 网络参数 (10) 3.3. 当前时间参数 (12) 3.4. 执行控制参数 (13) 3.5. 应用配置参数 (15) 3.6. 用户自定义参数 (16) 3.7. 虚拟参数 (16) 3.7.1. UART端口映射参数 (16) 3.7.2. 触发参数 (17) 3.7.3. 节点信息参数 (18) 4. 无线通信密码交换过程 (20) 4.1. COO建立网络 (20) 4.2. 节点加入网络 (20) 5. 操作范例 (21) 5.1. UART数据传递 (21) 5.2. 访问本地节点参数 (23) 6. 用户数据的传递方式 (27) 6.1. 写UART端口映射参数 (27) 6.2. 带目的地址的半透传 (29) 6.3. 全透传方式 (31) 7. 参数默认值以及对应AT指令 (33) 7.1. 网络参数 (33) 7.2. 当前时间参数 (33) 7.3. 执行控制参数 (34) 7.4. 应用配置参数 (34)

ZigBee测试与协议分析

无线通信在嵌入式系统中的应用讲座(28) ZigBee 测试与协议分析 1.1 前言 ZigBee 协议栈包括物理层协议[IEEE802.15.4]和上层软件协议[ZigBee 2007(以及其他的ZigBee 网络协议)],本文将从这两方面来了解这些协议,通过介绍如何捕获,如何理解关键参数,使得我们得以深层次剖析ZigBee 技术,有了这些本质性的认识,对于分析解决无线产品应用问题,会有很大的帮助。 1.2 物理层分析 ZigBee 的物理层为IEEE802.15.4标准所规定,定义了ZigBee 底层的调制编码方式,这些规约大多是芯片设计者需要关心的,对于应用开发来说,我们更关心的是衡量一个芯片一个射频系统好坏的一个参数,在过去的文章中,我们了解过了输出功率,接收灵敏度和链路预算等参数,这一次我们更深入的去了解一个调制质量的参数:EVM 。 EVM 指的是误差向量(包括幅度和相位的失量),表征在一个给定时刻理想无误差基准信号与实际发射信号的向量差,如图 1所示,从EVM 参数中,我们可以了解到一个输出信号的: ? 幅度误差; ? 相位误差。 图 1 矢量误差EVM 示意图 EVM 是衡量一个RF 系统总体调制质量指标,定义为信号星座图上测量信号与理想信号之间的误差,它用来表示发射器的调制精度,调制解调器、PA 、混频器、收发器等对它都会有影响。

图 2 EVM数据和眼图 了解完这个参数之后,我们看看实际测试中,是如何获取EVM参数的。 ZigBee物理层的测试,在产品研发、生产和维护阶段,分别使用以下三种仪器测试:1.产品研发阶段 要测量EVM参数,需要使用带协议解析的频谱仪,最好是自带相应协议插件的仪器i,可以使用安捷伦PXA N9030A频谱分析仪+8960B插件[选配了ZigBee分析插件]。这些仪器可以测试出ZigBee调制信号的星座图,实时数据和眼图等信息,在芯片级开发过程中,需要考量高频电容电感以及滤波器等的单个及组合性能,特别需要注意的是ZigBee信号的临道抑制参数,利用PXA N9030A的高分辨率,可以查看点频的带外信号,这些细节在更换射频器件供应商时,需要仔细测量,一般数字电路抄板比较容易,因为器件性能的影响不是很大,只要值和封装对了就可以,但是射频前端的设计上,即使原样的封装、容值和感值,供应商不一样,射频参数也是不一样的,板材的选用也极大的影响着阻抗匹配,因此复制和再开发都有较大难度。合格的测试工具,加上有质量保证的射频器件供应商资源,方能真正具备RF设计能力。 图 3 安捷伦PXA N9030A 2.批量生产阶段 在批量生产中,不可能将实验室的研发测试仪器搬到工厂,因此,需要便携小巧的测试设备,这时可用罗德与斯瓦茨公司的热功率探头,如NRP-Z22,做一个2.4Ghz的输出功率测试,保证能够输出公差允许的功率信号即可,因为在生产中,射频器件的焊接不良、馈线连接头的接触不良,都会造成输出功率的下降甚至消失。需要注意的是,探头非常容易被静电损坏,必须要带上防静电手套进行操作,返修过程如需要经过德国,则时间长,经费也不便宜,不是很严重的损坏倒是可以在深圳维修中心处理。

zigbee协议名词解释

zigbee协议重要名词解释及英文缩写(转载) 网络层功能: 1.加入和退出网络 2.申请安全结构 3.路由管理 4.在设备之间发现和维护路由 5.发现邻设备 6.储存邻设备信息 当适当的重新分配地址联合其他设备,ZIGBEE2006可以依赖于网络协调者建立一个新网络. ZIGBEE应用层由APS(应用支持)、AF(应用结构)、ZDO(ZIGBEE设备对象)和厂商自定义应用对象组成。 APS功能 1.绑定维持工作台,定义一个两个合拢的设备进行比较建立他们的需要和服务。 2.促进信息在设备之间的限制 3.组地址定义,移除和过滤组地址消息 4.地址映射来自于64位IEEE地址和16位网络地址 5.分裂、重新组装和可靠数据传输 ZDO功能 1.定义设备内部网络(ZigBee协调者和终端接点) 2.开始和/或回答绑定请求 3.在网络设备中建立一个网络安全关系 4.在网络中发现设备和决定供给哪个应用服务 ZDO同样有责任在网络中发现设备和为他们提供应用服务。 1.1.4网络拓扑 ZIGBEE网络层支持星状、树状和网状拓扑。在星状拓扑中网络受约束与单个设备,呼叫COORD。COORD有责任建立和维持在网络中发现的设备和其他所有设备,都知道的终端接点直接和COORD 通信。在网状和树状拓扑中,COORD有责任建立一个网络和选择几个关键网络参数,但是网络有有可能直接应用于ZigBee路由器。在树状网络中,利用分等级路由策略完成路由传输数据和控制消息直通网络。树状网络在802.15.4-2003中可以采用信标引导通信。网状网络将允许所有对等网络通信。ZIGBEE 路又将不能在网状网络中发射规则的IEEE802.15.4-2003信标。

1.ZigBee协议栈简介

1、ZigBee协议栈简介 本节内容仅仅是对ZigBee协议栈的一些大家必须理解清楚的概念进行简单的讲解,并没有对ZigBee协议栈的构成及工作原理进行详细的讨论。让刚接触ZigBee协议栈的朋友们对它有个初步的感性认识,有助于后面使用ZigBee协议栈进行真正的项目开发。 什么是ZigBee协议栈呢?它和ZigBee协议有什么关系呢 协议是一系列的通信标准,通信双方需要共同按照这一标准进行正常的数据发射和接收。协议栈是协议的具体实现形式,通俗点来理解就是协议栈是协议和用户之间的一个接口,开发人员通过使用协议栈来使用这个协议的,进而实现无线数据收发。 图1展示了ZigBee无线网络协议层的架构图。ZigBee的协议分为两部分,IEEE 802.15.4定义了PHY(物理层)和MAC(介质访问层)技术规范;ZigBee 联盟定义了NWK(网络层)、APS(应用程序支持子层)、APL(应用层)技术规范。ZigBee协议栈就是将各个层定义的协议都集合在一直,以函数的形式实现,并给用户提供API(应用层),用户可以直接调用。 图1 ZigBee无线网络协议层 在开发一个应用时,协议较底下的层与应用是相互独立的,它们可以从第三方来获得,因此我们需要做的就只是在应用层进行相应的改动。 介绍到这里,大家应该清楚协议和协议栈的关系了吧,是不是会想着怎么样才能用协议栈来开发自己的项目呢?技术总是不断地在发展地,我们可以用ZigBee厂商提供的协议栈软件来方便地使用ZigBee协议栈(注意:不同厂商提供的协议栈是有区别的,此处介绍TI推出的ZigBee 2007协议栈也称Z-Stack)。 Z-stack是挪威半导体公司Chipcon(目前已经被TI公司收购)推出其CC2430开发平台时,推出的一款业界领先的商业级协议栈软件,由于这个协议栈软件的出现,用户可以很容易地开发出具体的应用程序来,也就是大家说的掌

Zigbee协议栈原理基础

Zigbee协议栈原理基础

1Zigbee协议栈相关概念 1.1近距离通信技术比较: 近距离无线通信技术有wifi、蓝牙、红外、zigbee,在无线传感网络中需求的网络通信恰是近距离需求的,故,四者均可用做无线传感网络的通信技术。而,其中(1)红外(infrared):能够包含的信息过少;频率低波衍射性不好只能视距通信;要求位置固定;点对点传输无法组网。(2)蓝牙(bluetooth):可移动,手机支持;通信距离10m;芯片价格贵;高功耗(3)wifi:高带宽;覆盖半径100m;高功耗;不能自组网;(4)zigbee:价格便宜;低功耗;自组网规模大。?????WSN中zigbee通信技术是最佳方案,但它连接公网需要有专门的网关转换→进一步学习stm32。 1.2协议栈 协议栈是网络中各层协议的总和,其形象的反映了一个网络中文件传输的过程:由上层协议到底层协议,再由底层协议到上层协议。 1.2.1Zigbee协议规范与zigbee协议栈 Zigbee各层协议中物理层(phy)、介质控制层(mac)规范由IEEE802.15.4规定,网络层(NWK)、应用层(apl)规范由zigbee联盟推出。Zigbee联盟推出的整套zigbee规范:2005年第一版ZigBeeSpecificationV1.0,zigbee2006,zigbee2007、zigbeepro zigbee协议栈:很多公司都有自主研发的协议栈,如TI公司的:RemoTI,Z-Stack,SimpliciTI、freakz、msstatePAN 等。 1.2.2z-stack协议栈与zigbee协议栈 z-stack协议栈与zigbee协议栈的关系:z-stack是zigbee协议栈的一种具体实现,或者说是TI公司读懂了zigbee 协议栈,自己用C语言编写了一个软件—---z-stack,是由全球几千名工程师共同开发的。ZStack-CC2530-2.3.1-1.4.0软件可与TI的SmartRF05平台协同工作,该平台包括MSP430超低功耗微控制器(MCU)、CC2520RF收发器以及CC2591距离扩展器,通信连接距离可达数公里。 Z-Stack中的很多关键的代码是以库文件的形式给出来,也就是我们只能用它们,而看不到它们的具体的实现。其中核心部分的代码都是编译好的,以库文件的形式给出的,比如安全模块,路由模块,和Mesh自组网模块。与z-stack 相比msstatePAN、freakz协议栈都是全部真正的开源的,它们的所有源代码我们都可以看到。但是由于它们没有大的商业公司的支持,开发升级方面,性能方面和z-stack相比差距很大,并没有实现商业应用,只是作为学术研究而已。 还可以配备TI的一个标准兼容或专有的网络协议栈(RemoTI,Z-Stack,或SimpliciTI)来简化开发,当网络节点要求不多在30个以内,通信距离500m-1000m时用simpliciti。 1.2.3IEEE802.15.4标准概述 IEEE802.15.4是一个低速率无线个人局域网(LowRateWirelessPersonalAreaNetworks,LR-WPAN)标准。定义了物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)。 LR-WPAN网络具有如下特点: ◆实现250kb/s,40kb/s,20kb/s三种传输速率。 ◆支持星型或者点对点两种网络拓扑结构。 ◆具有16位短地址或者64位扩展地址。 ◆支持冲突避免载波多路侦听技术(carriersensemultipleaccesswithcollisionavoidance,CSMA/CA)。(mac层) ◆用于可靠传输的全应答协议。(RTS-CTS) ◆低功耗。 ◆能量检测(EnergyDetection,ED)。 ◆链路质量指示(LinkQualityIndication,LQI)。

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