zigbee协议及开发（1）- 基础知识

说明：本系列文章中，部分内容来自于网络及图书，版权归原作者所有，其中加入我个人学习的体会及理解，算是个人的学习笔记。

 

准备学习这个方面内容原因是因为申请了一个学生的课题，本来是由学生做的，但是诸多原因，最后只得由我亲自操刀，既然做就做好吧。本系列相关实验用到的硬件是Feibit公司基于TICC2530开发系列节点。

 

申请的课题是关于无线传感器网络室内环境监测的，原本打算购买一套(中科院宁波)深联科技的GAINS和GAINZ套件或者是XcrossBow的套件，不过一查价格高得吓人，而经费项目少得可怜，只好作罢。最后，经过搜索，得知基于Zigbee技术的低功耗节点也是可选途径之一。

 

Zigbee是一个技术联盟，其目的是支持近距个人通信，即PAN（Personal Area Network）。一个简单的比方，现在大家可能都有手提电脑、手机、还有MP3之类的，这些设备之间通信可以看成一个PAN。从学术角度，IEEE802.15.4即是描述个人通信的规范，而遵从Zigbee的产品是完全与IEEE802.15.4兼容的。当然，日常提得比较多的是蓝牙和WIFI，也是一种近距通信技术，但是Zigbee强在其低功耗、低数据率，实际上Zigbee理论最高速率不超过250kb/s。下面这个图说明了问题：

 

IEEE802.15.4规范只涉及到网络的低两层，即PHY和MAC层。但是一般的Zigbee协议栈都实现了一整套完整的协议，即包括网络层(NWK)及应用层(APS,APL)。

 

以TI的Zigbee协议ZStack为例，其实现涉及到硬件层（HAL），MAC层，网络层（NWK）及应用层（APL），这几个在用IAR WORKBench打开Zigbee的工程后都可以找得到相关的目录，如：

其中，有一个目录OSAL，全称OS Abstract Layer，这个是Z-Stack1.4.3及以后的版本中引入了一个类OS的概念，即把应用层和堆栈层进行了分离，但是这个操作系统并不是时实的操作系统（如UCos，RTOS）。OSAL与Zstack关系好比Windows与TCP/IP关系，协议栈只负责网络数据传输相关工作(蓝牙也是用这个协议栈的，Wifi是用RTOS实时协议栈)，OSAL完成以下相关工作：

一般来说提供如下几个功能：
·                     任务的注册、初始化、开始（即注册ID号，注册端点，硬件初始化，任务就开始）
·                     任务间的消息交换（通过任务和事件-来传递消息）
·                     任务同步--（目前不知道在哪里）
·                     中断处理--—（如按键中断，串口DMA中断）
·                     时间管理--（time-update）
·                     内存分配--（NV这个貌似很重要的了，不知所云）。

 

参考：http://www.zdh1909.com/html/RIFI/6491.html

参考：《Zigbee Wireless Networks and Transceivers》Shahin Farahani

参考：www.feibit.com/bbs