Zigbee协议栈学习总结教学提纲
ZigBee原理及应用课程教学大纲
《ZigBee原理及应用》课程教学大纲一、课程说明二、学时分配表三、教学目的与要求1.本课程总体教学目的和要求（1）课程的教学目的ZigBee原理及应用课程是通信工程专业的一门专业方向选修课。
通过本课程，使学生掌握ZigBee网络的基本原理、概念、技术和开发流程，掌握实现ZigBee网络的SOC无线单片机的基本结构、基本原理、接口技术，实现基于ZigBee网络的物联网应用系统。
课程适应国家物联网发展战略，通过理论教学和案例分析培养学生的创新思维，通过实验和项目实训，提高学生物联网应用系统的开发能力、激发学生的创新能力。
（2）课程的基本要求知识要求:了解：无线传感器网络概念、体系结构、关键技术以及应用领域和发展趋势；ZigBee网络协议、结构和原理；基于ZigBee的物联网模式和架构；基于ZigBee的物联网典型应用。
熟悉：ZigBee开发平台和开发环境搭建；CC2430无线单片机应用程序开发流程；ZigBee协议栈及使用。
掌握：CC2530单片机的内部资源的使用方法；常用传感器与CC2530的接口开发；CC2530射频通信、网络路由的使用与编程；基于ZigBee网络的简单物联网应用系统开发。
能力要求:基本运用： CC2530的C语言开发；ZigBee硬件基本设计能力；CC2430内部资源的开发使用；CC2530接口与传感器使用；CC2530单片机点对点通信；综合运用：CC2530单片机路由、网关的开发与使用；ZigBee物联网应用系统的开发。
2.各章教学要求和知识考核点（包括主要知识点和难点）第一章无线传感器网络概述1、本章的教学目的和要求：（1）了解无线传感器网络的基本概念、发展历程；（2）熟悉无线传感器网络的研究现状、应用研究前景，无线传感器网络的技术实现特点。
2、本章的主要知识点（1）无线传感器网络概述；（2）无线传感器网络的发展；（3）无线传感器网络的研究现状和前景；（4）无线传感器网络的特点和应用。
ZIGBEE技术规范与协议栈分析
ZIGBEE技术规范与协议栈分析篇一：ZigBee知识无线龙1.协议栈工作流程和无线收发控制 LED 实验内容：1. ZigBee 协议栈简介2. 如何使用 ZigBee 协议栈3. ZigBee 协议栈的安装、编译与下载4. 协议栈无线收发控制 LED5. 协议栈工作流程实现现象：协调器、终端上电，组网成功后 D1 灯闪烁 1. ZigBee 协议栈简介什么是 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 2. 如何使用 ZigBee 协议栈协议栈是协议的实现，可以理解为代码，函数库，供上层应用调用，协议较底下的层与应用是相互独立的。
商业化的协议栈就是给你写好了底层的代码，符合协议标准，提供给你一个功能模块给你调用。
你需要关心的就是你的应用逻辑，数据从哪里到哪里，怎么存储，处理；还有系统里的设备之间的通信顺序什么的，当你的应用需要数据通信时，调用组网函数给你组建你想要的网络；当你想从一个设备发数据到另一个设备时，调用无线数据发送函数；当然，接收端就调用接收函数；当你的设备没事干的时候，你就调用睡眠函数；要干活的时候就调用唤醒函数。
所以当你做具体应用时，不需要关心协议栈是怎么写的，里面的每条代码是什么意思。
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协议栈学习总结
ZigBee协议栈学习总结近年来，物联网技术发展迅猛，智能家居、智能工厂等应用逐渐普及。
而ZigBee协议作为一种广泛应用于物联网中的低功耗、近距离、网状网络通信协议，受到了广泛的关注和应用。
在ZigBee技术中，协议栈是关键的一环。
本文将对ZigBee协议栈的相关知识进行总结。
一、ZigBee协议栈概述ZigBee协议栈是指在物联网中实现ZigBee通信的软件系统，它包含了多个层级，每个层级负责不同的功能。
ZigBee协议栈分为应用层、网络层、MAC层和物理层，通过这些层级的协同工作，实现了ZigBee设备之间的通信。
1.1 应用层在ZigBee协议栈中，应用层是最上层的一层，负责定义应用数据的传输方式和应用协议。
应用层通过上层应用与下层协议栈进行交互，将上层应用数据封装为ZigBee命令帧发送给网络层。
1.2 网络层网络层是ZigBee协议栈的中间层，负责实现设备的网络发现、路由选择和网络管理等功能。
网络层通过维护网络拓扑结构，实现了ZigBee设备之间的互联互通。
1.3 MAC层MAC层即介质访问控制层，是介于网络层和物理层之间的一层。
MAC层负责管理无线通信信道，实现了数据的可靠传输和统计信息的收集。
1.4 物理层物理层是ZigBee协议栈的最底层，负责处理物理信号的传输和接收。
物理层根据不同的频段和传输速率，将数字信号转换为模拟信号进行无线传输。
二、ZigBee协议栈的工作原理ZigBee协议栈的各层级通过相互协作，实现了物联网设备之间的通信。
协议栈从应用层开始，将上层应用数据经过各层的处理和封装，最终通过物理层进行无线传输。
在接收端，协议栈将接收到的信号依次经过物理层、MAC层、网络层和应用层的解析，最终将数据传递给上层应用进行处理。
三、ZigBee协议栈的特点和优势ZigBee协议栈相较于其他通信协议具有以下特点和优势：3.1 低功耗ZigBee协议栈采用低功耗设计，设备在待机状态下功耗非常低，能够延长设备的使用寿命。
zigbee学习总结
竭诚为您提供优质文档/双击可除zigbee学习总结篇一：Zigbee协议栈学习总结典型的智能家居网络总体结构图智能家居系统模块整体框图Zigbee是一种标准，该标准定义了短距离、低速率传输速率无线通讯所需要的一系列通信协议。
基于Zigbee的无线网络所使用的工作频段为868mhz、915mhz和2.4ghz，最大数据传输速率为250Kbps。
Zigbee无线网络共分为5层：物理层（phY），介质访问控制层（mAc），网络层（nwK），应用程序支持子层（Aps），应用层（ApL）。
总体而言，Zigbee技术有如下特点：高可靠性，低成本，低功耗，高安全性，低数据速率Zigbee网络中的设备主要分为三种：1，协调器，协调器节点负责发起并维护一个无线网络，识别网络中的设备加入网络，一个Zigbee网络只允许有一个Zigbee协调器；2，路由器，路由器节点支撑网络链路结构，完成数据包的转发；。
Zigbee网格或树型网络可以有多个Zigbee路由器。
Zigbee星型网络不支持Zigbee路由器。
3，终端节点，负责数据采集和可执行的网络动作。
从功能上，zigbee节点应由微控制器模块、存储器、无线收发模块、电源模块和其它外设功能模块组成。
Zigbee/Ieee802.15.4定义了两种类型的设备：它们是全功能设备（FFD，FullFunctionDevice）和精减功能设备（RFD，ReducedFunctionDevice）。
FFD可以当作一个网络协调器或者一个普通的传感器节点，它可以和任何其他的设备通讯，传递由RFD发来的数据到其他设备，即充当了路由的功能。
而RFD只能是传感器节点，它只能和FFD进行通讯，经过FFD 可以将自己测得数据传送出去。
在Zigbee网络中大多是这两种设备，网络中结点数理论上最多可达65，536个，可以组成三种类型网络：星型、网状型和树型。
星状网络由一个pAn协调器和多个终端设备组成，只存在pAn协调器与终端的通讯，终端设备间的通讯都需通过pAn 协调器的转发。
Zigbee教学大纲和考试大纲
练习题答案教学大纲课程名称：Zigbee开发技术及实践课程英文名称：Development of Zigbee System课程类别：专业课课程总学时：64 总学分：4含实验或实践学时：24 推荐使用教材：《Zigbee系统开发》出版社：课改课程出版时间及版次：2013年课程教学目标与基本要求：《Zigbee开发技术及实践》课程是物联网工程、通信工程和电子信息工程的专业课程，是物联网工程的基础课程。
本课程主要讲授Zigbee协议的ZSTACK协议栈和基于CC2530的Zigbee芯片。
通过本课程的学习，使学生深入了解Zigbee的基本概念，熟悉掌握Zigbee技术原理、Zigbee节点硬件设计、CC2530基础开发、CC2530无线射频、ZSTACK协议栈分析和ZSTACK协议栈应用开发。
通过实践篇的学习，使学生深入掌握CC2530的基础开发，以及ZSTACK协议栈的运行机制。
考试形式：闭卷笔试（课程总成绩＝期末考试成绩×80%＋平时成绩×20%）课程内容与学时分配：Zigbee开发技术及实践练习题答案Zigbee开发技术及实践练习题答案Zigbee开发技术及实践1、李文仲，《Zigbee2006无线网络与无线定位实战》，北京航空航天大学出版社，2008年1月第1版2、王小强，《Zigbee无线传感器网络设计与实现》，化学工业出版社，2012年6月第1版3、郭渊博，《Zigbee技术与应用》，国防工业出版社，2010年6月第1版考试大纲考试大纲《Zigbee开发技术及实践》课程是通信工程和电子信息工程的专业课程，是物联网关键技术课程。
本课程主要讲授Zigbee协议的ZSTACK协议栈和基于CC2530的Zigbee芯片。
通过本课程的学习，使学生深入了解Zigbee的基本概念，熟悉掌握Zigbee技术原理、Zigbee节点硬件设计、CC2530基础开发、CC2530无线射频、ZSTACK协议栈分析和ZSTACK协议栈应用开发。
无线传感网络技术 第三章典型的ZIGBEE 协议栈及解决方案
该方案是将协议处理和无线射频处理集成在一个芯片上。 ✓ 早期典型的产品有TI 公司的CC2430，CC2430 使用一个8051 8 位MCU 内核，并具备128KB闪存和8KB
RAM ，可用于构建各种类型的ZIGBEE设备，包括调谐器、路由器和终端设备。CC2430片内资源丰富，包含 模数转换器(ADC) 、若干定时器、AES-128 协同处理器、看门狗定时器、32kHz 晶振的休眠模式定时器、上 电复位电路(Power-On-Reset)、掉电检测电路(Brown-out-detection)，以及21 个可编程I/O 引脚。 ✓ Freescale公司单芯片集成SOC主要有MC1321X系列芯片，该系列芯片集成了MC9S08GT MCU 和MC1320x 收发信机，闪存可以在16～60 KB 的范围内选择，符合802.15.4 标准，包括一个集成的发送/接收（T/R）开 关，可以降低对外部组件的需求，进而降低原料成本和系统总成本，支持Freescale的软件栈选项、简单MAC （SMAC）、802.15.4 MAC 和全ZIGBEE 堆栈。此外MC13211 提供16 KB 的闪存和1 KB 的RAM，非常适合 采用SMAC 软件的点到点或星形网络中的经济高效的专属应用。对于更大规模的联网，则可以使用具有32 KB 的内存和2 KB 的RAM 内存的MC13212芯片。MC13213具有60 KB 的内存和4 KB 的RAM，提供可编程 时钟、4 MHz （或更高）频率运行的标准4线SPI、外部低噪声放大器和功率放大器（PA）。 ✓ EMBER公司早期推出EM250芯片，片内含有16 位低功耗微控制器，128KB 闪存，5K RAM，2.4GHz无线射 频模块，同时提供有EmberZNet 2.1 协议栈。最新的EmberZNet 协议版本已经迭代到2.8，芯片EFR32MG13 内核为ARM Cortex-M4，可工作于2.4GHz，闪存容量为512KB，内存容量为64 KB。
zigbee学习自我总结!!!!!
zigbee学习自我总结第一篇：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。
- 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)。
典型的智能家居网络总体结构图
智能家居系统模块整体框图
ZigBee是一种标准，该标准定义了短距离、低速率传输速率无线通讯所需要的一系列通信协议。
基于ZigBee的无线网络所使用的工作频段为868MHz、915MHz和2.4GHz，最大数据传输速率为250Kbps。
ZigBee无线网络共分为5层：物理层（PHY），介质访问控制层（MAC），网络层（NWK），应用程序支持子层（APS），应用层（APL）。
总体而言，ZigBee技术有如下特点：高可靠性，低成本，低功耗，高安全性，低数据速率
Zigbee网络中的设备主要分为三种：
1，协调器，协调器节点负责发起并维护一个无线网络，识别网络中的设备加入网络，一个ZigBee 网络只允许有一个ZigBee 协调器；
2，路由器，路由器节点支撑网络链路结构，完成数据包的转发；。
ZigBee 网格或树
型网络可以有多个ZigBee 路由器。
ZigBee 星型网络不支持ZigBee 路由器。
3，终端节点，负责数据采集和可执行的网络动作。
从功能上，zigbee节点应由微控制器模块、存储器、无线收发模块、电源模块和其它外设功能模块组成。
ZigBee/IEEE802.15.4定义了两种类型的设备：它们是全功能设备（FFD，Full Function Device）和精减功能设备（RFD，Reduced Function Device）。
FFD可以当作一个网络协调器或者一个普通的传感器节点，它可以和任何其他的设备通讯，传递由RFD发来的数据到其他设备，即充当了路由的功能。
而RFD只能是传感器节点，它只能和FFD进行通讯，经过FFD可以将自己测得数据传送出去。
在ZigBee网络中大多是这两种设备，网络中结点数理论上最多可达65，536个，可以组成三种类型网络：星型、网状型和树型。
星状网络由一个PAN 协调器和多个终端设备组成，只存在PAN 协调器与终端的通讯，终端设备间的通讯都需通过PAN 协调器的转发。
树状网络由一个协调器和一个或多个星状结构连接而成，设备除了能与自己的父节点或子节点进行点对点直接通讯外，其他只能通过树状路由完成消息传输。
网状网络是树状网络基础上实现的，与树状网络不同的是，它允许网络中所有具有路由功能的节点直接互连，由路由器中的路由表实现消息的网状路由。
星型，如果用星型网络的话，在房间内的节点是否能够穿墙，与房间外的协调器进行正常通信。
RFD的应用非常简单，容易实现，就好像一个电灯的开关或者一个红外线传感器，由于RFD 不需要发送大量的数据，并且一次只能同一个FFD连接通信，因此，RFD仅需要使用较小的资源和存储空间，这样，就可以非常容易地组建一个低成本和低功耗的无线通信网络
Zigbee2007协议栈主要应用领域有：家庭自动化，商业楼宇自动化，自动读表系统。
IEEE802.15.4（Zigbee）工作在ISM（industrial，Scientific,medical即工业，科学，医疗）频段，定义了两个频段，2.4GHz频段和896/915MHz频段。
在IEEE802.15.4中共规定了27个信道：
在2.4GHz频段，共有16个信道，信道同学速率为250Kbps；
在915MHz频段，共有10个信道，信道通信速率为40Kbps
在896MHz频段，共有1个信道，信道通信速率为20Kbps
协议栈的工作原理，这个东西将是我们以后接触得最多的东西，从学习到项目开发，你不得不和他打交道。
由于我们的学习平台是基于TI公司的，所以讲述的当然也是TI的Z-STACK。
ZigBee协议栈已经实现了ZigBee协议，用户可以使用协议栈提供的API进行应用程序的开发，在开发过程中完全不必关心ZigBee协议的具体实现细节，要关心的问题是：应用层的数据是使用哪些函数通过什么方式把数据发送出去或者把数据接收过来的。
所以最重要的是我们要学会使用ZigBee协议栈。
举个例子，用户实现一个简单的无线数据通信时的一般步骤：
1、组网：调用协议栈的组网函数、加入网络函数，实现网络的建立与节点的加入。
2、发送：发送节点调用协议栈的无线数据发送函数，实现无线数据发送。
3、接收：接收节点调用协议栈的无线数据接收函数，实现无线数据接收。
Zigbee设备工作流程：
Zigbee协议栈采用任务轮训的方式工作，他会查找发生的事件然后调用相应的事件执行函数。
如果没有事件登记要发生，那么就进入睡眠模式
网络启动流程图。
Z-Stack协议栈中提供了一个名为操作系统抽象层OSAL的协议栈调度程序。
对于用户来说，除了能够看到这个调度程序外，其它任何协议栈操作的具体实现细节都被封装在库代码中。
用户在进行具体的应用开发时只能够通过调用API接口来进行，而无权知道ZigBee协议栈实现的具体细节，也没必要去知道。
CC2530是一个用于IEEE 802.15.4，ZigBee和RF4CE应用的片上系统解决方案。
CC2530集成了RF收发器，增强工业标准的8051MCU，在系统可编程Flash存储器，8-KB RAM和许多其他功能。
CC2530有四种不同的Flash版本：CC2530F32/64/128/256，分别具有32/64/128/256KB Flash存储器。
十分适合需要超低功耗的系统。
CPU和内存
CC2530使用的8051CPU是一个单周期的兼容内核。
其中包含;
中断控制器：其为18个中断源提供服务，它们中的每个中断都被赋予4个中断优先级中的一个。
内存仲裁器:位于系统中心，它负责执行仲裁，即决定同时访问系统物理存储器时的顺序，便于系统效率的提高。
CC2530外设
强大的5通道DMA
IEEE802.15.4MAC定时器，通用定时器（一个16为定时器，一个8为定时器）
IR发生电路（IR中断）
具有捕获功能的32—KHz睡眠定时器
硬件支持CSMA/CA
支持精确的数字化RSSI/LQI
电池监视器和温度传感器
8路输入，12为分辨率ADC
AES安全协议
2个支持多种串行通信协议的强大的USART
21个通用I/O引脚
I/O控制器
看门狗定时
等
无线设备
CC2530具备一个IEEE802.15.4兼容无线接收器，其中的RF内核控制模拟无线模块，另外它还提供一个连接外部设备的端口，从而可以发送命令和读取状态，操纵各执行电路的时间顺序。
同时无线设备还包括数据包过滤模块和地址识别模块。
极限参数：
推荐运行条件：
在网络节点硬件平台中，cc2530需要实现的功能以及外围模块主要有3个部分：通过a/d口控制传感器模块进行数据采集;控制无线rf模块完成数据收发;通过i/o口相应主机控制。
传感器采集的数据也可通过i/o口与微处理器相连，通过rs232接口可实现网络节点与pc机的通信[3]。
外围硬件电路原理图如图4所示。