ZigBee网络地址的分配
ZigBee自组网地址分配与路由协议技术详解
如果需要从一个节点向另一个节点发送数据，那么信息将沿着树的路径向上传递到最近的祖先节 点然后再向下传递到目标节点。 这种拓扑方式的缺点就是信息只有唯一的路由通道。另外信息的路由是由协议栈层处理的，整个 的路由过程对于应用层是完全透明的
如果一个设备 Cskip(d)的值为 0，则没有路由能力，该设备为终端设备； 如果一个设备 Cskip(d)的值大于 0，则有路由能力，该设备为路由器设备。 网络中分配地址为（n 为当前分配节点个数） 终端：An=Ak+1+Cskip(d)*(n-1) 路由器：An=Ak+Cskip(d)*Rm*(n-1); 下一个路由器设备分配地址为前一个已分配路由器地址加 Cskip 偏移量 CurNodeInfo.NextRouterAddr+ = CurNodeInfo.Cskip; 下一个要分配的终端设备地址为前一个已知分配地址+1 CurNodeInfo.NextEndDevAddr++;
ZigBee 树状路由机制
假设一个路由器要发送数据包到目标地址 D。这个路由器的网络地址个网络深度为 A 和 d。它 首先会判断目标地址设备是否是它的子设备，应当满足： A < D < A+Cskip(d-1) 如果目标设备是它的子设备，下一跳地址就是
否则，路由器将此数据包发向它的父节点。
通常在支持网状网络的实现上，网络层会提供相应的路由探索功能，这一特性使得网络层可以找 到信息传输的最优化的路径。需要注意的是，以上所提到的特性都是由网络层来实现，应用层不 需要进行任何的参与。 网状网络拓扑结构的网络具有强大的功能，网络可以通过“多级跳”的方式来通信；该拓扑结构 还可以组成极为复杂的网络；网络还具备自组织、自愈功能；
zigbee的工作原理
zigbee的工作原理Zigbee是一种低功耗、短距离无线通信技术，主要用于物联网设备之间的通信。
它基于IEEE 802.15.4标准，并在其基础上添加了网络层和应用层协议。
Zigbee网络由一个协调器（Coordinator）和多个设备（Device）组成，协调器负责网络的管理和控制。
Zigbee的通信距离一般在几十米到几百米之间，传输速率较低，可达到250kbps。
它采用的是低功耗的射频技术，以确保设备的电池寿命较长。
此外，Zigbee使用的是mesh网状网络拓扑，设备之间可以通过多跳传输进行通信，提高了网络的覆盖范围和稳定性。
Zigbee的工作原理如下：1.设备加入网络：当设备加入Zigbee网络时，它会发送一个加入请求，协调器验证设备的身份后，将其分配给合适的网络节点。
设备可以是有源设备（Powered Device，PD）或无源设备（End Device，ED）。
有源设备可以直接与协调器通信，而无源设备需要通过其他设备进行中继。
2.建立网络拓扑：Zigbee网络采用mesh网状拓扑结构，其中每个设备都可以是路由器（Router），即可以进行中继的节点，或终端设备（End Device），即不能进行中继的节点。
设备之间可以通过多跳传输进行通信，数据可以沿着多个路径传递，提高了网络的可靠性和覆盖范围。
3.网络管理与路由选择：协调器负责网络的管理和控制，它会维护网络拓扑结构，并执行路由选择算法。
路由选择算法决定了数据传输的最佳路径，通过选择具有最佳信号强度和跳数的路由器进行数据传输，保证了数据的快速传递和可靠性。
4.数据传输和通信：设备之间可以通过两种方式进行通信，即直接通信和间接通信。
直接通信是指设备直接发送数据给目标设备，而间接通信是指设备通过中继节点进行数据传输。
设备可以根据需求选择合适的通信方式，以达到最佳的传输效果。
总的来说，Zigbee通过建立mesh网状网络拓扑，利用低功耗的射频技术实现设备之间的无线通信。
Zigbee组网流程
1、网络形成组网开始时，网络层首先向MAC层请求分配协议所规定的信道，或者由PHY层进行有效信道扫描，网络层管理实体等待信道扫描结果，然后根据扫描结果选择可允许能量水平的信道。
找到合适的信道后，为这个新的网络选择一个个域网标识符(PANID)。
PANID可由网络形成请求时指定，也可以随机选择一个PANID(除广播PANID固定为0xFFFF外)，PANID 在所选信道中应该是唯一的。
PANID一旦选定，无线网关将选择16位网络地址0x0000作为自身短地址，同时进行相关设置。
完成设置后，通过MAC层发出网络启动请求，返回网络形成状态。
2、网络维护网络维护网络维护主要包括设备加入网络和离开网络过程。
当网络形成后，通过网络管理实体设定MAC层连接许可标志来判断是否允许其他设备加设备初始化为协调器入网络。
加入方式有联合方式和直接方式，在协议实现中采取直接加入网络方式。
这种方式下由待加入的设备发送请求加入信标帧，网关接收到后，网络管理实体首先判断这个设备是否已存在于网络。
存在，则使其加入网络；若不存在，则向设备发送信标帧，为这个设备分配一个网络中唯一的16位的短地址。
这里的信标帧是由网关无线协议MAC层生成作为PHY层载荷，它包含PANID、加入时隙分配等信息。
网内设备也可以请求断开网络。
当网关收到设备断开连接请求后，MAC层向网络层发送报告，开始执行断开流程，从设备列表中删除该设备相关信息。
网络层上层请求网络层发现当前在运行的网络：NLME NETWORK DISCOVERY.request(ScanChannels,ScanDuration)ScanChannels:高5为保留（b27~b31）,低27为分别表示27个有效信道，该位为1，表示扫描；为0不扫描。
ScanDuration：扫描时间，aBaseSuperframeDuration*(2^n+1),n为ScanDuration值。
网络层在家收到该原语后，将通过检查ScanChannels参数发现网络，如果该设备为一个FFD 设备，则执行主动的扫描。
zigbee
我们用的是TI的CC2530F256，结合的是黄金单元协议栈（Z-Stack™），而所谓协议栈呢，就是网络中各层协议的总和，由上层协议到底层协议，再由底层协议到上层协议。
CC2530芯片40pins，GND4个，AVDD6个，DVDD2个,DPIO有21个，分别是P0，P1，和P2.0~P2.4，其中P1.0和P1.1的输出驱动电流是20mA，其余IO是4mA；6-mm ×6-mm 的QFN40 封装，焊接有点难度。
VDD的范围是2v~3.6v，最高不超过3.9v。
CC2530 有8KBSRAM ，映射到DATA和XDATA；256KB闪存，映射到CODE和XDATA。
内部集成了一个增强型8051，每个指令周期是1个时钟（一般mcu-51是12个时钟）。
（1）MCU的存储器：CODE 用于存储程序的64KB只读存储器，DATA，可读可写的256byte 的数据存储器，XDATA，与CODE共享64KB的存储空间，可读可写的数据存储器；SFR，128Byte 可读可写寄存器存储空间；2（2）中断：有18个中断源，然后分为6个中断优先组，通过设置IP0_IPGX(X为0到5)和IP1_IPGX来设定优先级；（3）电源和时钟：有五种电源模式，主动模式、空闲模式、PM1，PM2和PM3。
空闲模式是CPU停止工作，主动模式是完全工作模式，PM1，PM2和PM3是部分休眠模式，32M 和16M晶振不开启，32k晶振运行，等待复位或者外部中断、定时器中断到了，便自动跳转到主动模式；（4）闪存有256kb，以页为单位，每页2048byte，共128页；一页是最小可擦除单元，地址是器FADDRH:FADDRL，16位地址；一字（32位）是最小可写单元，地址是通过寄存器FADDRH[7:1寻址；这个需要注意的；（5）IO：21个IO，每个都可独立使用，通过设置寄存器PXSEL来选择是IO口还是第二功能，然后PXDIR设置输入还是输出，0入1出；每当复位之后，所有21个引脚都是通用输入IO，然后每个IO都可以在设置为输入后用作中断，PXEN是中断使能，PXIFG是中断标志，(其中X是0，1，2）；这些同MSP430是相似的设置。
基于两跳邻居的ZigBee网络借地址分配算法
１ Ｄ Ａ Ａ Ｍ 算法 及存在 的问题
１ ． １ Ｄ Ａ ＡＭ 算法
Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ网络组 网初始 化参数 中最 重要 的是父 节
第 １ ３卷
第２ ８期
２ ０ １ ３年 １ ０月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ Ｌ １ ３ Ｎｏ ． ２８ Ｏｃ ｔ ．２ ０１ ３
１ ６ ７ １ — １ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ８ — ８ ３ ３ ３ — ０ ６
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
ｔ ｏ ｒ 、 路 由节 点 ｒ ｏ ｕ ｔ ｅ ｒ和 终 端 设 备 ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ三 种 角 色 。 ｃ ｏ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ ｏ ｒ 负责 设 置 组 网参 数 ， 实 现 初 始 化 与 运 行 维护 ， 并 充 当连 接其 他 网络 的 网关 ； ｒ ｏ ｕ ｔ ｅ ｒ 可 以采 集 信息 ， 并转 发其 他节 点 的数 据 ； ｄ ｅ ｖ ｉ ｃ ｅ只 可 以采 集监 测 信息 。前 两者 属 于全 功 能设 备 Ｆ Ｆ Ｄ， 可 以做 父节 点 或子 节点 ， 后 者 属 于精 简功 能 设 备 Ｒ Ｆ Ｄ，只 可 以 做 子节 点 ， 父 节 点 负 责 给子 节 点 分 配地 址 。随 机地
摘
要
针对标准 Ｄ Ａ Ａ Ｍ算法可 能产生 网络深度折 回问题及 父节点可分 配的地址 空间分布不 均， 提 出一种基 于两跳邻 居 的
zigbee学习自我总结!!!!!
1. Zigbee网络节点类型Zigbee网络有三类节点类型：即协调器Coordinator、路由器Router和终端设备EndDevice，其中协调器和路由器均为全功能设备，而终端设备选用精简功能设备。
2. Zigbee协议栈各层主要功能模块3. Zigbee网络节点地址Zigbee网络协议的每一个节点皆有两个地址：６４位的ＩＥＥＥＭＡＣ地址及１６位网络地址．EUI-64（64-bit extended unique identifier）1）64-bit地址，又称为MAC地址或IEEE地址。
每个ZigBee节点都应该有全球唯一的64位IEEE地址。
这个地址需要向IEEE 组织申请才能使用。
通信时，将待发送的数据包的目的地址设为此64位IEEE 地址，从而实现数据包的正确投递。
2）16-bit地址，即网络地址，或称为短地址。
当一个ZigBee网络形成后，ZigBee 网络内的每个节点，都会分配到一个16位的网络地址。
通信时，将待发送的数据包的目的地址设为此16位网络地址。
4.Zigbee协议术语配置文件(profile)：Zigbee协议的配置文件是对逻辑组件及其相关接口的描述，是面向某个应用类别的公约、准则．通常没有程序代码与配置文件相关联．属性（attribute）：设备之间通信的每一种数据像开关的状态或温度计值等皆可称为属性．每个属性可得到唯一的ID值．簇（cluster）：多个属性的汇集形成了簇，每个簇也拥有一个唯一的ID。
虽然个体之间传输的通常是属性信息，但所谓的逻辑组件的接口指的却是簇一级的操作，而非属性一级．终端（endpoint）：每个支持一个或多个簇的代码功能块称为终端。
不同的设备通过它们的终端及所支持的簇来进行通信。
PAN IDs：PAN IDs是用来在逻辑上分离在同一领域内的多个节点组。
这样不同组之间节点通信就不会干扰，且可以在同一通道channel上（zigbee2007不行，因为它通信时可以改变频率的）Pan id是16位，范围是0x0000~03fff。
ZigBee技术的网络拓扑结构
ZigBee技术的网络拓扑结构0000星型拓扑网络结构有一个叫做PAN主协调器的中央控制器和多个从设备组成，主协调器必须为一个完整功能的设备，从设备既可为完整功能设备也可为简化功能设备，在实际应用中，应根据具体应用情况，采用不同功能的设备，合理的构造通信网络。
在网络通信中，通常将这些设备分为起始设备或者终端设备，PAN主协调器既可作为起始设备、终端设备，也可以作为路由器，它是PAN网络的主要控制器。
在任何一个拓扑网络上，所有设备都有唯一的64位长地址码，该地址码可以在PAN中用于直接通信，或者当设备发起连接时，可以将其转变为16位的短地址码分配给PAN设备，因此，在设备发起连接时，应采用64位的长地址码，只有在连接成功后，系统分配了PAN的标识符后，才能采用16位的短地址进行连接，因此，短地址吗是一个相对地址码，长地址码是一个绝对地址码。
在ZigBee技术应用中，PAN主协调器是主要的耗能设备，而其他从设备均采用电池供电，ZigBee技术的星型拓扑结构通常在家庭自动化、PC外围设备、玩具、游戏以及个人健康检查等方面得到应用。
对等的拓扑网络机构中，同样也存在一个PAN主设备，但该网络不同于星型拓扑网络结构，在该网络中的任何一个设备只要是在它的通信范围内，就可以和其它设备进行通信。
对等拓扑网络结构能够构成较为复杂的网络结构，例如，网孔拓扑网络结构，这种对等拓扑网络结构在工业监测和控制、无线传感器网路偶、供应物资跟踪、农业智能化，以及安全监控等方面都有广泛的应用。
一个对等网络的路由协议可以是基于Adhoc技术的，也可以是自组织式的和自恢复的，并且，在网络中各个设备之间发送消息时，可通过多个中间设备中继的方式进行传输，即通常称为多跳的传输方式，以增大网络的覆盖范围。
其中，组网的路由协议，在ZigBee网络层中没有给出，这样为用户的使用提供了更为灵活的组网方式。
无论是星型拓扑结构，还是对对等拓扑网络结构，每个独立的PAN都有一个唯一的标识符，利用该PAN标识符，可采用16位的短地址码进行网络设备间的通信，并且可激活PAN网络设备间的通信。
基于逻辑区域的ZigBee网络地址分配算法
杜 娟 ，贾海瑞 ， 李 众立
（ 西南科技 大学 计算机科学 与技术学 院， 四川 绵阳 ６ ２ １ ０ ０ ０ ）
摘
要 ：提 出基于逻辑区域的按需 地址分配算法 ， 将１ ６ ｂ ｉ ｔ ｓ 短 地址进行 分段 ， 把所 有地址分 成多个 地址
空间相 同的逻辑 区域 ， 使更 多节点 获得 地址 ， 实现 了节点 的地址和位置对应 的关系 。同时提 出了适应于逻 辑 区域地址分配机制 的路 由协议 。理论和仿真分析表 明 ： 所提算 法的地址分 配成功率等 性能优 于传统 的
ＤＡＡＭ 。 ຫໍສະໝຸດ 关键词 ：无线传感器 网络 ； Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 协议 ； 地址分配 中图分 类号 ：Ｔ Ｐ ３ ９ ３ 文献标识 码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ０ ０ ０ － － ９ ７ ８ ７ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ － ０ １ ２ ６ － ０ ４
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ZigBee网络地址的分配
一、ZigBee 有两种类型的地址：一种是64 位IEEE 地址，即MAC 地址，另一种是16 位的网络地址。
（1）64 位的IEEE地址是一个全球唯一的地址，一经分配就将跟随设备一生。
它通常由制造商或者被安装时设置。
这些地址由IEEE 组织来维护和分配。
问题：用Z-stack 协议栈编程，64位IEEE地址是否是芯片自带的，还是需要在编程时给予赋值？这点需要继续深入研究后找出答案
（2）16 位网络地址是当设备加入网络后分配的，它在网络中是唯一的，用来在网络中鉴别设备和发送数据。
二、网络地址的分配
（1）ZigBee使用分布式寻址方案来分配网络地址。
这个方案保证整个网络中所有分配出去的地址都是唯一的，同时，这个寻址算法本身的分布特性保证设备只能与它的父辈设备通讯来接收一个唯一的网络地址。
（2）在每个路由加入之前，寻址方案需要知道和配置一些参数，这些参数是：MAX_DEPTH，MAX_ROUTERS，MAX_CHILDREN。
这些参数是协议栈的一部分，在ZigBee2006中MAX_DEPTH = 5，MAX_ROUTERS = 6，MAX_CHILDREN = 20。
（a）MAX_DEPTH 决定了网络的最大深度，协调器位于深度0 ，其子设备位于深度1，其子子设备位于深度2
（b）MAX_CHILDREN 决定了一个路由或者一个协调器节点可以处理的子节点的最大个数
（c）MAX_ROUTERS 决定了一个路由或者协调器节点可以处理的具有路由功能的子节点的最大个数，这个参数是MAX_CHILDREN 的一个子集。
（3）如果开发时想改变这些值，需完成以下几个步骤：
（a）首先要保证这些参数的新植要合法，整个地址空间不能超过2 ，这就限制的参数。