ZigBee网络体系结构（图文）

1、Zigbee协议体系结构

看了Zigbee的体系结构，联想到TCP/IP的体系结构，觉得似乎每个协议都是由OSI七层协议演化而来的，由图可以看出IEEE802.15.4定义了物理层和MAC层，而Zigbee联盟定义了网络层、应用层技术规范，每一层为其上层提供特定的服务：即由数据服务实体提供数据传输服务；管理实体提供所有的其他管理服务。每个服务实体通过相应的服务接入点(SAP)为其上层提供一个接口，每个服务接入点通过服务原语来完成所对应的功能。各层介绍如下：

物理层（PHY）

物理层定义了物理无线信道和MAC 子层之间的接口，提供物理层数据服务和物理层管
理服务。­物理层数据服务从无线物理信道上收发数据。­物理管理服务维护一个由物理层相关数据组成的数据库。

 物理层功能     1)ZigBee 的激活；     2)当前信道的能量检测；     3)接收链路服务质量信息；     4)ZigBee 信道接入方式；     5)信道频率选择；     6)数据传输和接收。

MAC 层

MAC 层负责处理所有的物理无线信道访问，并产生网络信号、同步信号；支持PAN 连接和分离，提供两个对等MAC 实体之间可靠的链路。_MAC 层数据服务：保证MAC 协议数据单元在物理层数据服务中正确收发。MAC 层管理服务：维护一个存储MAC 子层协议状态相关信息的数据库。

MAC 层功能    1）网络协调器产生信标；    2）与信标同步；    3）支持PAN(个域网)链路的建立和断开；    4）为设备的安全性提供支持；    5）信道接入方式采用免冲突载波检测多址接入(CSMA-CA)机制；    6）处理和维护保护时隙(GTS)机制；    7）在两个对等的MAC 实体之间提供一个可靠的通信链路。

网络层（NWK）

ZigBee 协议栈的核心部分在网络层。网络层主要实现节点加入或离开网络、接收或抛弃其他节点、路由查找及传送数据等功能，支持Cluster-Tree 等多种路由算法，支持星形（Star）、树形（Cluster-Tree）、网格（Mesh）等多种拓扑结构。

网络层功能：   1)网络发现；   2)网络形成；   3)允许设备连接；   4)路由器初始化；   5)设备同网络连接；   6)直接将设备同网络连接；   7)断开网络连接；   8)重新复位设备；   9)接收机同步；  10)信息库维护。

应用层（APL）

ZigBee 应用层框架包括应用支持层(APS)、ZigBee 设备对象(ZDO)和制造商所定义的应用对象。应用支持层的功能包括：维持绑定表、在绑定的设备之间传送消息。所谓绑定就是基于两台设备的服务和需求将它们匹配地连接起来。
ZigBee 设备对象的功能包括：定义设备在网络中的角色(如ZigBee 协调器和终端设备)，发起和响应绑定请求，在网络设备之间建立安全机制。ZigBee 设备对象还负责发现网络中的设备，并且决定向他们提供何种应用服务。ZigBee 应用层除了提供一些必要函数以及为网络层提供合适的服务接口外，一个重要的功能是应用者可在这层定义自己的应用对象。

应用程序框架（AF）：

运行在ZigBee协议栈上的应用程序实际上就是厂商自定义的应用对象，并且遵循规范（profile）运行在端点1~ 240上。在ZigBee应用中，提供2种标准服务类型：键值对（KVP）或报文（MSG）

ZigBee设备对象（ZDO）：
远程设备通过ZDO请求描述符信息，接收到这些请求时，ZDO会调用配置对象获取相应描述符值。另外，ZDO提供绑定服务。

2、ZigBee 节点类型三种

 ZigBee 协调者---coord 为协调者节点    a) 每个ZigBee 网络必须有一个    b) 初始化网络信息. ZigBee 路由器---router 为路由节点    a) 路由信息 ZigBee 终端节点---rfd 为终端节点    a) 没有路由功能–低价格