zigbee网络中的信息传输方式
ZigBee(紫蜂)技术讲解
SPA 服务接入点
应用
…
对象 1
…
端点 1 服务接入点
APS 应用支持子层
APS 信息 分析模块
网络层
公
ZDO
共
接
口
端点 0 服务接入点
SAP
服
网络
务
管理模块
接
入
点
ZDO 管理 平面
SAP
网络安全 管理模块
网络信息 分析模块
SAP 服务接入点
服
路由 管理模块
网络 管理模块
务 接 入
如下图所示。在这种网络结构中设备之间传输 数据时，可以通过路由器转发，即多跳的传输 方式，以增大网络的覆盖范围。网形拓扑结构 具有强人功能。
网状拓扑
网络拓扑
ZigBee网络的拓扑结构
ZigBee的协议架构
1. zigbee网络协议栈概述
应用程序框架
应用层
ZDO
应用 对象 240
端点 240 服务接入点
1. 紫蜂技术（ZigBee） 简介
ZigBee这个名字来源于 蜂群的通信方式：蜜蜂之 间通过跳Zigzag形状的舞 蹈来交互消息，以便共享 食物源的方向、位置和距 离等信息。借此意义 Zigbee作为新一代无线通 讯技术的命名。
紫蜂是一种高可靠的无线数传网络，类似于 CDMA和GSM网络。ZigBee数传模块类似于 移动网络基站。
2．帧定界符(SFD)为11100101，一个字节，用来标示 同步码的结束和数据包的开始。
3．物理层帧首部由一个字节组成，最高位保留，后七 位用来表示有效载荷的数据长度。
4．PSDU域是物理层携带的有效载荷，长度为0到127 字节。长度为5字节时为MPDU(确认帧)，长度大于7 字节时为MAC层的有效帧，其余长度的作为保留。
ZigBee技术概述
ZigBee技术概述1ZigBee技术简介 (1)2 ZigBee结构 (2)2.1物理层 (2)2.2 MAC层 (4)2.3 网络层 (6)2.4 应用层 (7)1ZigBee技术简介ZigBee技术是一种近距离、低功耗、低成本、低传输速率的具有统一技术标准的短距离无线通信技术，符合IEEE 802.5.4标准，主要适用于工业、家庭自动控制以及远程控制领域，目的是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制。
ZigBee技术并不是完全独有、全新的标准。
它的物理层、MAC层采用了IEEE 802.15.4(无线个人区域网)协议标准，并在此基础上进行了完善和扩展。
其网络层、应用会聚层和高层应用规范由ZigBee联盟进行了制定。
根据IEEE 802.15.4协议标准，ZigBee的工作频段分为3个频段，这3个工作频段相距较大，而且在各频段上的信道数目不同，因而，在该项技术标准中，各频段上的调制方式和传输速率不同。
它们分别为868MHz、915MHz和2.4GHz，其中2.4GHz频段上，分为16个信道，该频段为全球通用的工业、科学、医学(ISM)频段，且该频段为免付款、免申请的无线电频段，在该频段上，数据传输速率为250kbPs，另外两个频段为868/915MHz，其相应的信道数分别为10个信道和1个信道，传输速率分别为40kbPs和20kbPs。
在网络性能上，ZigBee设备可构造星型网络或者点对点网络，在每一个ZigBee组成的无线网络内，连续地址码分为16bit短地址或者64bit长地址，可容纳的最大网络设备个数分别为216个和264个，具有较大的网络容量。
在无线通信技术上，采用免冲突多载波信道接入(CSMA/CA)方式，有效地避免了无线电载波之间的冲突，此外，为保证数据传输的可靠性，建立了完整的应答通信协议。
ZigBee设备为低功耗设备，其发射功率为，通信距离为30-70m，具有能量检测和链路质量指示能力，根据这些检测结果，设备可自动调整发射功率，在保证通信链路质量的条件下，最小地消耗设备能量。
ZigBee无线传输技术综述
ZigBee无线传输技术综述候洪丽;张霄霞;王福明【摘要】ZigBee技术是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。
ZigBee协议采用IEEES02．15．4标准的物理层和链路层，并在其上增加了网络层，安全模块和应用支持子层模块，从而实现了大区域网络覆盖。
ZitgBee由于其在低功耗、低复杂度、自组织等方面的优势，逐渐成为无线传感器网络的首选通信协议。
%ZigBee technology is a new kind of short, low complexity, low power consumption, low data rate, low cost wireless net- work technology. ZigBee agreement uses IEEES02.15.4 standard physicality and link layer, and increases the network layer, security modul【期刊名称】《山西电子技术》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】3页(P84-86)【关键词】ZigBee技术;ZigBee协议;路由算法;ZigBee应用【作者】候洪丽;张霄霞;王福明【作者单位】中北大学信息与通信工程学院,山西太原030051;中北大学信息与通信工程学院,山西太原030051;中北大学信息与通信工程学院,山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】TN9260 引言ZigBee的基础是 IEEE802.15.4，这是IEEE无线个人区域网工作组的一项标准，被称作 IEEE802.15.4(ZigBee)技术标准。
ZigBee协议由五家公司共同提出:Honeywell、Invensys、三菱电气、摩托罗拉和飞利浦。
IEEE802.15.4工作组为ZigBee定义了三个免受权频段:2.4 GHz(全球应用)，915 MHz(美国)和868 MHz(欧洲)。
zigbee数据的发送和接收
数据的发送和接收一、数据的发送在ZStack2006的协议栈中，我们只需调用函数AF_DataRequest()即可完成数据的发送。
afStatus_t AF_DataRequest( afAddrType_t *dstAddr, endPointDesc_t *srcEP,uint16 cID, uint16 len, uint8 *buf, uint8 *transID, uint8 options,uint8 radius )而我们在使用AF_DataRequest() 函数时只需要了解其参数便可以非常灵活的以各种方式来发送数据。
AF_DataRequest()函数参数说明如下：*dstAddr---------------------发送目的地址、端点地址以及传送模式*srcEP -----------------------源端点cID ---------------------------簇IDlen ---------------------------数据长度*buf -------------------------数据*transID --------------------序列号options ----------------------发送选项radius -----------------------跳数*dstAddr决定了消息发送到那个设备及那个endpoint，而簇ID(cID)决定了设备接收到信息如何处理。
簇可以理解为是一种约定，约定了信息怎么处理。
重要参数说明：1、地址afAddrType_ttypedef struct{union{uint16 shortAddr; //短地址}addr;afAddrMode_taddrMode; //传送模式byteendPoint; //端点号}afAddrType_t;2、端点描述符endPointDesc_ttypedef struct{byteendPoint; //端点号byte*task_id; //那一个任务的端点号SimpleDescriptionFormat_t*simpleDesc;//简单的端点描述afNetworkLatencyReq_tlatencyReq;}endPointDesc_t;3、简单描述符SimpleDescriptionFormat_ttypedef struct{byte EndPoint; //EPuint16 AppProfId; //应用规范IDuint16 AppDeviceId; //特定规范ID 的设备类型byte AppDevVer:4; //特定规范ID 的设备的版本byte Reserved:4; //AF_V1_SUPPORTusesforAppFlags:4.byte AppNumInClusters; //输入簇ID 的个数cId_t *pAppInClusterList; //输入簇ID 的列表byte AppNumOutClusters; //输出簇ID 的个数cId_t *pAppOutClusterList; //输出簇ID 的列表}SimpleDescriptionFormat_t;4、簇ID cIDClusterID--具体应用串ID5、发送选项options发送选项有如下选项#defineAF_FRAGMENTED 0x01#defineAF_ACK_REQUEST 0x10#defineAF_DISCV_ROUTE 0x20#defineAF_EN_SECURITY 0x40#defineAF_SKIP_ROUTING 0x80其中AF_ACK_REQUEST为发送后需要接收方的确认6、半径、条数radius传输跳数或传输半径，默认值为10数据发送模式说明：在协议栈数据发送模式有以下几种：单播、组播、广播和直接发送四种模式。
最新ZigBee(紫蜂)技术讲解
MAC层功能
（1）网络协调器产生网络信标； （2）与信标同步； （3）支持个域网链路的建立和断开； （4）为设备的安全提供支持； （5）信道接入当时采用免冲突载波检测多址接
协调器(ZigBee Coordinator，ZC)必须是FFD，一 个ZigBee网络有且仅有一个协调器，它的任务包括 网络启动，信道选择，16位网络设备地址分配，发 送时间信标，维护网络，具有最多的存储空间和计 算能力。
路由器(ZigBee Router，ZR)必须是FFD，任务包 括数据存储转发，邻居发现，路由发现和维护。
（2）传输可靠，抗干扰强。采用DSSS直接序列扩频技 术，以化整为零的方式将一个信号分为多个信号，抗 干扰性强。 ZigBee采用了载波侦听多址/冲突避免 (CSMA/CA) 的信道接入方式和完全握手协议。MAC 层采用了回复确认的数据传输机制， 提高了可靠性。
（3）低成本。由于ZigBee协议栈设计简练，因此，它 的研发成本相对较低。通信模块在2美元左右，蓝牙 模块在8美元左右。
2.物理层协议规范—频段
物理层协议规范—频段
868 MHz 物理层 信道 0
915 MHz 物理层
信道 1～10
2 MHz
868.3 MHz 2.4 GHz 物理层
902 MHz 信道 11～26
908 MHz 5 MHz
2.4 GHz
Zigbee频率和信道分布
2.4835 GHz
3. MAC层协议规范
zigbee应用
zigbee应用ZigBee技术是一种低功耗、近距离、低速率无线通信技术，具有低功耗、低成本、简单易用等特点，广泛应用于智能家居、物联网、能源管理、电力控制等领域。
本文将从ZigBee技术的基本原理、应用案例以及未来发展等方面进行介绍，旨在帮助读者更好地理解和了解ZigBee技术的应用。
一、ZigBee技术基本原理ZigBee技术是一种基于IEEE802.15.4标准的无线通信技术，使用全球2.4GHz频段，采用工作在低速率模式下的设备，适用于大范围的低功耗应用。
ZigBee技术主要包含三个基本组件：设备、协调器和网络。
设备是指采用ZigBee技术的终端设备，如传感器、开关等，用于感知环境信息，并将其通过ZigBee网络传输到协调器。
协调器是ZigBee网络的核心节点，负责组网、路由和管理网络中的设备。
它还可以与上层网络（如无线局域网）进行通信，实现设备与互联网的连接。
网络是由协调器和多个设备组成的拓扑结构，通过ZigBee协议进行通信。
ZigBee网络分为星型、网状和混合三种结构，可以根据不同应用需求选择不同的拓扑结构。
ZigBee技术通过低功耗的无线通信方式实现设备之间的数据传输。
它采用短距离通信，通信距离一般在10-100米之间，适用于室内环境。
同时，ZigBee技术在传输过程中对数据进行了优化，采用了低速率的传输模式，降低了能耗。
二、ZigBee技术应用案例1. 智能家居智能家居是ZigBee技术最常见的应用领域之一。
通过将传感器、开关、灯光等设备连接到ZigBee网络中，实现对家居环境的智能控制。
用户可以通过智能手机、平板电脑等终端设备，远程控制家居设备的开关、调光、温度等功能，提高家居的舒适度和便利性。
2. 物联网ZigBee技术也广泛应用于物联网领域。
通过将物联网设备连接到ZigBee网络中，实现对物联网设备的监测、控制和管理。
例如，智能城市中的环境监测设备可以通过ZigBee网络将环境数据传输到中心服务器，实现对环境状况的实时监测和分析。
zigbee 原理
zigbee 原理
Zigbee是一种无线通信协议，专门用于低功耗、短距离通信。
它基于IEEE 802.15.4标准，并且通过射频通信进行数据传输。
Zigbee的原理如下：
1. 网络拓扑：Zigbee网络由一个或多个设备组成，这些设备可以是传感器、控制器、终端设备等。
这些设备按照不同的拓扑结构组成网络，常见的拓扑结构包括星型、网状和树状结构。
2. 节点角色：在Zigbee网络中，不同的设备扮演不同的角色。
其中，协调器（Coordinator）是网络的核心，负责管理网络节
点和协调通信。
路由器（Router）用于转发数据，扩展网络范围。
终端设备（End Device）通常是最简单的设备，用于与其
他设备进行通信。
3. 数据通信：Zigbee使用无线射频通信方式，在2.4GHz频段
进行数据传输。
通信过程中，设备通过发送和接收数据帧进行交互。
数据帧中包含了一些必要的信息，如发送者、接收者、数据内容等。
4. 网络组建：Zigbee网络的组建过程通常包括扫描、加入和路由等步骤。
设备首先进行扫描，查找网络中可用的节点。
然后，设备可以加入到网络中，成为网络的一部分。
路由器设备可以通过建立多个路径，实现节点之间的数据传输。
5. 低功耗设计：Zigbee在设计上非常注重低功耗，以满足无线传感器网络的需求。
设备可以进入睡眠模式以节省能源，并且
可以通过唤醒信号来重新激活。
总的来说，Zigbee的原理是基于低功耗、短距离的无线通信，通过网络拓扑、节点角色、数据通信和低功耗设计等要素，实现设备之间的数据传输和协作。
ZIGBEE
zigbee编辑Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。
根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。
这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。
其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。
主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。
简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
1概述ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。
ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。
其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。
ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。
ZigBee网络中设备的可分为协调器(Coordinator)、汇聚节点(Router)、传感器节点(EndDevice)等三种角色。
[1]才茂Zigbee 典型组网方式与此同时，中国物联网校企联盟认为：zigbee作为一种短距离无线通信技术，由于其网络可以便捷的为用户提供无线数据传输功能，因此在物联网领域具有非常强的可应用性。
2起源ZigBee译为"紫蜂"，它与蓝牙相类似。
是一种新兴的短距离无线通信技术，用于传感控制应用(Sensor and Control)。
由IEEE 802.15工作组中提出，并由其TG4工作组制定规范。
2001年8月，ZigBee Alliance成立。
2004年，ZigBee V1.0诞生。
它是Zigbee规范的第一个版本。
由于推出仓促，存在一些错误。
2006年，推出ZigBee 2006，比较完善。
2007年底，ZigBee PRO推出。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Zigbee网络中的消息传输方式
1、广播
广播是zigbee网络中的一种数据传输方式，它是由网络中的一个节点向其它节点发送消息的过程。
在zigbee网络中协调器，路由器和macRxOnWhenIdle域值为TRUE的终端设备可以参与广播转发，其余节点不参与。
能够接受广播帧的目的节点由广播帧中的目的地址来确定，不同的广播地址及其对应接收节点类型如下表所示：
在所有参与广播的节点中都需要维护一个包含若干条广播事务记录（Broadcast Transaction Rcord，BTR）的广播事务表（Broadcast Transaction Table，BTT），该表用来记录哪些节点已经成功转发了广播帧。
一个节点接收到一个广播帧时首先检查帧中的目的地址和自己的设备类型是否相符。
不相符则丢弃；相符的话设备从本地BTT中查找相应的BTR，若干存在，则对其进行更新；若不存在，则检查BTT 中是否有空的或者过期的BTR项。
如果没有，则丢弃广播帧；若有则添加新的BTR项并将广播帧提交到高层进行处理。
若节点属性中radius值不为0或者该设备不是终端设备则转发该帧。
BTT表中每个BTR都有有效期，在有效期过后，设备会将该BTR定义为失效以便后续写入新的BTR。
MAC PIB属性macRxOnWhenIdle值为FALSE的zigbee路由器接收到广播帧后将会以单播的形式将该帧发送到其邻居节点。
如果一个节点接收到一个广播帧后节点查找BTT中的广播帧序列号发现其另外一个邻居已经广播了该帧，则节点将忽略该广播帧。
为了方便重发广播帧，每个zigbee路由器的NWK层至少能够缓存1帧数据。
Zigbee中广播的主要用于路由发现。
广播过程如下图所示：
2、组播
组播就是针对zigbee网络的某个固定群组进行消息传送。
在zigbee网络中将多个节点在同一个Group ID下注册，从而使其逻辑上形成一个群组。
当针对该组传送数据帧，只有组内的所有节点都能够接收该帧。
只有数据帧可以使用组播方式进行传送，命令帧不能。
组播消息可以由终端节点发起，但是不能被发送到属性macRxOnWhenIdle为FALSE的节点。
参与组播的每个节点中都需要维护一个nwkGroupIDTable记录，其中标示哪个节点及其所属的组。
组播消息分为“成员模式”组播和“非成员模式”组播。
前者是指组播消息由组内成员发起；后者指组播消息由非组内成员发起。
当消息由组内成员发起时，设备就使用广播方式将消息发出，其它接收到的节点也会以广播的方式将接收到的帧进行转发。
广播方式完全按照上面所述的广播方式进行。
如果消息由非组内成员发起，则要将该消息传送到目的组之前节点首先要找到从发起节点到目的组中某个节点的路径。
如果有这样的一跳路径，节点就使用该路由将消息传送到该节点，然后组内节点再使用“成员模式”组播方式传送消息。
如果没有找到相关路由，则设备发起路由发现（该过程及将消息从源节点发送到某个组内节点的过程参考相关章节）。
当组内成员收到帧后将会帧中的模式位置为成员模式，然后以上面所述的成员模式将帧发送出去。
3、单播
单播是以单个节点的短地址或长地址作为目标发送消息的，这样就只有一个端点会接收到。
使用单播方式针对某一个节点进行数据或命令传输。
单播有两种方式，一种是将两个设备绑定，其中一个发送信息，只有与之绑定那个设备可以接受到信息，而其他节点不能接受到；另一种是直接指定目标地址。
在这种方式中某节点针对另一特定节点进行帧传输，则可将其发送帧的目标地址直接设置为想要其接受信息的目标设备的段地址或者长地址。