ZigBee协议架构
ZigBee协议
2017-2018学年上学期七年级语文期末复习卷（18）及答案.doc2017—2018学年上学期期末复习卷（18）七年级语文注意事项：1．本试卷共6页，共120分。
考试时间为120分钟。
考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效。
2．请认真核对监考教师在答题卡上所粘贴条形码的姓名、考试证号是否与本人相符合，再将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡及本试卷上。
3．答选择题必须用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑。
如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。
答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔写在答题卡的指定位置，在其他位置答题一律无效。
一、（15分）1．下列各组词语中，加点字的读音全都正确的一项是（）（3分）A．黄晕（yùn）静谧（mì）绽开（zhàn）淅淅沥沥（xì）B．莅临（wèi）恍惚（huǎng）抖擞（sǒu）各得其所（suǒ）C．憔悴（cuì）萧瑟（sè）粗犷（guǎng）絮絮叨叨（diāo）D．确凿（záo）酝酿（yùn）棱镜（léng）咄咄逼人（duō）2．下列词语中没有错别字的一项是（）（3分）A．干涩懒惰拈轻怕重不求甚解B．诅咒殉职喜出旺外为罪潜逃C．澄青和蔼废寝忘室美不胜收D．琢磨祷告刨根闻底人声鼎费3．下面句中加点的词语使用不恰当的一项是（）（3分）A．这个扫街的老妈妈的劳动也许是微不足道的，但又是不可缺少的。
B．面对突如其来的重大灾害，我们只有万众一心，才能夺取全面胜利。
C．入夜，亮化扩建后的西华路华灯齐放，流光溢彩。
D．有些人凭空想了许多念头，络绎不绝地说了许多空话，可是从来没认真做过一件事。
4．下列句子中没有语病的一项是（）（3分）A．是否能学以致用，是一个人在事业上取得成功的前提。
B．通过“学会感恩”主题班会，使我受到了很大的触动。
C．为了避免道路拥堵，各地纷纷出台交通管理新措施。
zigbee协议规范
zigbee协议规范ZigBee是一种低功耗、低成本、无线网络通信协议，旨在为物联网设备提供高效的通信方式。
它基于IEEE 802.15.4标准，并使用了一套自己的通信协议规范。
本文将介绍ZigBee协议规范的主要内容及其在物联网领域的应用。
一、ZigBee协议框架ZigBee协议规范采用分层架构，包括应用层、网络层、MAC层和物理层。
应用层负责定义设备之间的应用通信协议，网络层处理设备之间的路由和组网，MAC层管理设备之间的访问和数据传输，物理层负责无线信号的调制和解调。
二、ZigBee网络拓扑结构ZigBee支持多种网络拓扑结构，包括星型、网状、集群树型等。
星型拓扑结构是最简单的，以一个协调器为中心，与多个终端设备直接通信。
网状拓扑结构允许多个设备之间进行直接通信，具有自组织和自修复的能力。
集群树型拓扑结构是一种分层的网络结构，能够实现更高效的数据传输和路由选择。
三、ZigBee通信协议ZigBee协议规范定义了一组通信协议，包括应用层协议、网络层协议、MAC层协议和物理层协议。
其中，应用层协议提供了设备之间的应用通信接口，可根据不同的应用需求进行自定义；网络层协议负责路由选择和组网管理，实现了多跳传输和自动路由；MAC层协议管理设备之间的通信时间和频率，以实现低功耗和高效通信；物理层协议定义了无线信号的调制和解调方式，包括频率、带宽和调制类型等。
四、ZigBee应用领域ZigBee协议规范广泛应用于物联网领域，包括家庭自动化、智能城市、工业控制和农业监测等。
在家庭自动化中，ZigBee可以连接家庭中的各种设备，如灯光、门窗、温度传感器等，实现智能化的控制和管理。
在智能城市中，ZigBee可以应用于智能交通、环境监测和智能能源管理等领域，提高城市的管理效率和生活质量。
在工业控制中，ZigBee可以实现设备之间的无线通信和监测，提高生产效率和安全性。
在农业监测中，ZigBee可以应用于土壤湿度、气象信息等数据的采集和传输，为农业生产提供便利。
ZigBee-协议架构上课讲义
Z i g B e e-协议架构根据应用和市场需要定义了ZigBee 协议的分层架构，其协议的体系结构如图1 所示，其中物理层（physical layer，PHY）和媒介访问控制层（medium access control sub-layer,MAC）是由IEEE802.15.4-2003 标准定义的，在这个底层协议的基础上ZigBee 联盟定义了网络层（network layer,PHY）和应用层（application layer,APL）架构.图1 zigbee协议栈体系结构物理层规范物理层定义了它与MAC 层之间的两个接口：数据服务接口PD-SAP 和管理服务接口PLME-SAP，其中PD-SAP 接口还为物理层提供了相应的数据服务，负责从无线物理信道上收发数据，而PLME-SAP 接口同时为物理层提供相应的管理服务，用于维护一个由物理层相关数据组成的数据库。
物理层负责数据的调制、发送和接收、空闲信道评估（clear channel assessment,CCA）信道能量的监测（energy detect,ED）和链接质量指示（link quality indication，LQI）等。
物理层帧结构由同步头、物理层帧头和物理层有效载荷三部分组成，如表1 所示。
同步头又包括32bit 的前同步码和8bit 的帧定界符，前同步码用来为数据收发提供码元或数据符号的同步；帧界定符用来标识同步域的结束及数据的开始。
物理层帧头包括7bit 的帧长度和1bit 的预留位，帧长度定义了物理层净荷的字节数。
物理层有效载荷就是MAC层的帧内容。
表一物理层帧格式媒体接入控制层规范MAC 层定义了它与网络层之间的接口，包括提供给网络层的数据服务接口MLDE-SAP 和管理服务接口MLME-SAP，同时提供了MAC 层数据服务和MAC 层管理服务。
MAC层数据服务主要实现数据帧的传输；MAC 层管理服务主要负责媒介访问控制、差错控制等。
ZigBee协议架构
ZigBee协议架构ZigBee协议是一种低功耗、近距离无线通信协议，主要应用在无线传感器网络（WSN）中。
它是由ZigBee联盟（ZigBee Alliance）所定义和推广的，旨在为物联网设备之间的通信提供一个标准化的解决方案。
本文将介绍ZigBee协议的架构和其主要组件，以及在物联网应用中的应用场景。
一、ZigBee协议架构概述ZigBee协议采用了分层的架构，以便于各个组件的模块化和扩展性。
ZigBee协议架构一般可分为两个主要层次：应用层和网络层。
下面将详细介绍每个层次的主要组件和功能。
1. 应用层应用层是ZigBee协议栈的顶层，负责实现各种应用的功能。
它可以与不同类型的传感器和执行器进行通信，并执行各种任务，如数据采集、控制和管理等。
应用层使用ZigBee Cluster Library（ZCL）定义了一系列的应用框架和应用集群，以便开发人员可以方便地构建自己的应用。
2. 网络层网络层是ZigBee协议栈的中间层，负责实现节点之间的通信和路由功能。
它使用ZigBee网络堆栈协议（ZigBee Network Stack Protocol）来处理数据包的发送和接收，以及路由选择和网络管理等功能。
网络层的核心组件包括ZigBee协调器（ZigBee Coordinator）、路由器（Router）和终端设备（End Device）。
二、ZigBee协议架构组件1. ZigBee协调器ZigBee协调器是在ZigBee网络中的关键组件，它负责启动和管理整个网络，以及分配网络地址和加密密钥等。
协调器可以与多个路由器和终端设备建立连接，并通过网络层协议进行数据传输和路由选择。
此外，协调器还负责处理网络中的任何故障或冲突，并重新分配资源以保持网络的可靠性和稳定性。
2. 路由器路由器是ZigBee网络中的中间节点，它负责转发数据包并实现网络层的路由选择功能。
路由器可以与其他路由器和终端设备建立连接，并通过网络层协议将数据包从源节点传输到目标节点。
ZigBee协议低功耗无线个人区域网的通信标准
ZigBee协议低功耗无线个人区域网的通信标准ZigBee协议是一种基于IEEE 802.15.4标准的无线个人区域网（WPAN）通信协议。
它以低功耗、低数据传输速率和短距离通信为特点，旨在满足对设备成本低廉、电池寿命长、网络可靠性高的要求。
本文将介绍ZigBee协议在低功耗无线个人区域网中的通信标准与特点。
一、ZigBee协议的体系结构ZigBee协议采用了星型网络架构，由一个协调器（Coordinator）和多个终端设备（End Device）组成。
协调器作为网络的控制节点，负责管理和分配资源，而终端设备则通过协调器进行通信。
这种架构使得ZigBee网络具有较强的灵活性和可扩展性。
二、ZigBee协议的通信模式ZigBee协议支持三种基本的通信模式：单播（Unicast）、广播（Broadcast）和多播（Multicast）。
其中，单播模式用于点对点通信，广播模式用于向整个网络发送信息，而多播模式则可以将数据同时发送给多个设备。
三、ZigBee协议的网络拓扑ZigBee协议支持多种网络拓扑结构，如星型、网状、集群树等。
其中，星型拓扑最为简单，适用于小范围、低数据吞吐量的场景；网状拓扑可以支持大规模网络，并具备自组网和路由功能；集群树拓扑则可以以多级的方式组织设备，提高网络扩展性。
四、ZigBee协议的安全机制ZigBee协议采用了多层次的安全机制来保护通信数据的安全性。
其中，物理层安全主要通过信道加密来防止数据被窃听；网络层安全通过密码学算法来保护路由信息和通信数据；应用层安全则提供了端到端的消息加密和认证功能。
五、ZigBee协议的应用领域ZigBee协议广泛应用于物联网领域，如智能家居、工业自动化、医疗健康等。
在智能家居中，ZigBee协议可以实现诸如家庭安防、能源管理、智能照明等功能；在工业自动化中，ZigBee协议可以用于传感器网络、无线测量和控制等方面。
六、ZigBee协议的优势和局限性ZigBee协议的优势在于低功耗、低成本、可靠性高，适用于大规模设备接入的场景。
ZigBee协议
ZigBee协议协议名称：ZigBee协议一、引言ZigBee协议是一种低功耗、低数据速率的无线通信协议，旨在为物联网设备提供可靠的通信解决方案。
本协议旨在定义ZigBee网络的架构、通信规范、安全性要求等，以确保各种设备之间的互操作性和数据传输的可靠性。
二、范围本协议适用于使用ZigBee技术的无线通信设备，包括但不限于传感器、控制器、智能家居设备等。
它定义了设备之间的通信方式、数据格式、网络拓扑结构以及安全机制等。
三、术语和定义在本协议中，以下术语和定义适用于所有相关方：1. ZigBee：一种基于IEEE 802.15.4标准的低功耗无线通信技术。
2. ZigBee设备：使用ZigBee协议进行通信的无线设备。
3. ZigBee协调器：ZigBee网络中的主节点，负责网络的组网和管理。
4. ZigBee路由器：ZigBee网络中的中继节点，负责数据转发和扩展网络覆盖范围。
5. ZigBee终端设备：ZigBee网络中的从节点，负责与其他设备进行通信。
6. PAN（Personal Area Network）：个人局域网，由一个协调器和一组终端设备组成。
7. 网络拓扑结构：ZigBee网络中各个设备之间的连接方式和关系。
8. 网络层：ZigBee协议栈中的一层，负责设备之间的路由和寻址。
9. 应用层：ZigBee协议栈中的一层，负责设备之间的数据交互和功能定义。
10. 安全性：保护ZigBee网络免受未经授权的访问、攻击和数据泄露的能力。
四、ZigBee网络架构1. 网络拓扑结构ZigBee网络采用星型、树型或网状拓扑结构。
其中，星型拓扑结构由一个协调器和一组终端设备组成，所有终端设备都直接与协调器相连。
树型拓扑结构由一个协调器、一组路由器和一组终端设备组成，路由器负责数据转发。
网状拓扑结构由多个协调器、路由器和终端设备组成，形成一个自组织的网络。
2. ZigBee协调器ZigBee协调器是ZigBee网络的主节点，负责网络的组网和管理。
ZigBee协议
ZigBee协议协议名称：ZigBee协议1. 引言ZigBee协议是一种低功耗、低数据传输速率、短距离无线通信协议，旨在为低成本、低功耗的传感器和控制设备提供互联互通的解决方案。
本协议规定了ZigBee网络的架构、通信方式、设备类型和功能等相关内容，以确保各种设备之间的无缝连接和数据交换。
2. 定义2.1 ZigBee设备：指符合ZigBee协议标准的无线通信设备，包括传感器、控制器、路由器等。
2.2 ZigBee网络：由多个ZigBee设备组成的无线网络，通过无线信道进行通信和数据传输。
3. 网络架构3.1 ZigBee设备类型3.1.1 ZigBee协调器（Coordinator）：网络的控制中心，负责网络的组建、管理和控制。
3.1.2 ZigBee路由器（Router）：中继数据包，扩展网络覆盖范围。
3.1.3 ZigBee终端设备（End Device）：提供传感、控制和数据交互功能。
3.2 网络拓扑结构ZigBee网络采用星型、树状或网状拓扑结构。
协调器作为网络的根节点，路由器和终端设备连接在协调器下方，形成多层次的网络结构。
4. 通信方式4.1 网络发现新加入的设备可以通过主动或被动方式进行网络发现，以便加入已有的ZigBee 网络。
4.2 网络建立4.2.1 协调器的启动协调器负责启动和组建ZigBee网络，设定网络参数、分配网络地址等。
4.2.2 设备的加入新设备加入网络时，需要进行网络认证和分配网络地址，以确保网络安全和设备唯一性。
4.3 数据传输4.3.1 信道访问ZigBee网络采用时间分割多址（TDMA）方式进行信道访问，确保设备之间的通信不会发生冲突。
4.3.2 数据帧格式数据帧由帧控制字段、目标地址字段、源地址字段、帧有效载荷字段等组成，确保数据的正确传输和解析。
5. 安全性ZigBee协议提供多种安全机制，保护网络和数据的安全性。
5.1 密钥管理设备之间的通信可以使用对称密钥或公钥加密算法进行加密和解密。
ZigBee协议
ZigBee协议协议名称：ZigBee协议一、引言ZigBee协议是一种低功耗、短距离、低数据速率的无线通信协议，广泛应用于物联网领域。
本协议旨在规范ZigBee网络的架构、通信方式、安全机制等关键方面，以确保设备之间的可靠通信和互操作性。
二、范围本协议适用于ZigBee网络的设计、开发、部署和维护过程中的相关方，包括但不限于设备制造商、软件开发人员、系统集成商等。
三、术语和定义3.1 ZigBee：一种基于IEEE 802.15.4标准的低功耗、短距离、低数据速率的无线通信技术。
3.2 ZigBee设备：符合ZigBee协议的无线设备，包括传感器、执行器、控制器等。
3.3 ZigBee协调器：ZigBee网络中的主节点，负责网络的组建和管理。
3.4 ZigBee路由器：ZigBee网络中的中间节点，负责数据转发和路由选择。
3.5 ZigBee终端设备：ZigBee网络中的从节点，负责与其他设备进行通信。
四、ZigBee网络架构4.1 ZigBee协调器4.1.1 ZigBee协调器负责网络的组建和管理，包括网络的初始化、设备的加入和离开等。
4.1.2 ZigBee协调器具有唯一的64位扩展地址，用于标识网络中的其他设备。
4.1.3 ZigBee协调器负责与上层应用程序的交互，接收和处理上层应用程序的指令。
4.2 ZigBee路由器4.2.1 ZigBee路由器负责数据转发和路由选择。
4.2.2 ZigBee路由器具有64位扩展地址，用于标识网络中的其他设备。
4.2.3 ZigBee路由器可以与其他路由器和终端设备进行通信，通过路由选择算法选择最佳的数据传输路径。
4.3 ZigBee终端设备4.3.1 ZigBee终端设备是网络中的从节点，负责与其他设备进行通信。
4.3.2 ZigBee终端设备具有64位扩展地址，用于标识网络中的其他设备。
4.3.3 ZigBee终端设备可以通过与路由器的通信间接与其他终端设备进行通信。
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ZigBee协议架构
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(application layer,APL )架构.
图1 zigbee协议栈体系结构
物理层规范
物理层定义了它与MAC层之间的两个接口：数据服务接口PD-SAP和管理服务接口PLME-SAP其中PD-SAP接口还为物理层提供了相应的数据服务，负责从无线物理信道上收发数据,而PLME-SAPg口同时为物理层提供相应的管理服务，用丁维护一个由物理层相关数据组成的数据库。
物理层负责数据的调制、发送和接收、空闲信道评估(clear channel assessment,CCA)信道能量的监测(energy detect,ED )和链接质量指示(link quality indication , LQI)等。
物理层帧结构由同步头、物理层帧头和物理层*效载荷三部分组成，如表1所示。
同步头乂包括32bit的前同步码和8bit的帧定界符，前同步码用来为数据收发提供码元或数据符号的同步；帧界定符用来标识同步域的结束及数据的开始。
物理层帧头包括7bit的帧长度和1bit的预留位，帧长度定义了物理层净荷的字节数。
物理层有效载荷就是MAC层的帧内容。
表一物理层帧格式
媒体接入控制层规范
MAC层定义了它与网络层之间的接口，包括提供给网络层的数据服务接口MLDE-SAFffi管理服务接口MLME-SAP同时提供了MAC层数据服务和MAC层管理服务。
MA@数据服务主要实现数据帧的传输；MAC层管理服务主要负责媒介访问控制、差错控制等。
MAC层主要功能包括以下几个方面：
(1) ZigBee协调器产生网络信标
(2) 设备与信标同步
(3) 支持节点加入或着退出操作
(4) 信道接入方式采用免冲突载波检测多路访问(CSMA-CA机制
(5) 建立并维护保护时隙机制
(6) 为设备提供安全支持
MAC帧格式由三个基本部分组成：MAC帧头、MAC帧载荷和MAC帧尾。
不同类型的MAC帧，其帧头和帧尾都是一样的，只是MAC帧载荷有差别，通用MAC帧格式如表2所小。
表二通用MA#格式
网络层规范
网络层定义了它与应用层之间的接口 ,包括提供给应用层的数据服务接口
NLDE-SAP管理服务接口NLME-SAP，同时提供了网络层数据服务和网络层管理
服务。
网络层主要负责拓扑结构的建立和网络的维护，具体的功能如下：
(1) 初始化网络，即建立一个新的包含协调器、路由器和终端设备的网络
(2) 设备连接和断开时所采用的机制
(3) 对一跳邻居节点的发现和相关节点信息的存储
(4) ZigBee协调器和路由器为新加入节点分配短地址
（5）确保MAC正常工作，并且为应用层提供合适的服务接口
网络层帧结构包括网络层帧头（Network header, NHR和网络层载荷（Network payload,NPL）两部分，其中网络层帧头域由帧控制域、目的设备地址、源设备地址、广播半径和广播序列号等部分组成，通用网络帧的结构如表3所示。
表3通用网络层帧结构
应用层规范
ZigBee应用层是协议体系结构中的最高层，由应用层支持子层（APS、ZigBee 设备对象（ZDO、ZigBee应用框架（A0三部分组成。
应用支持子层（APS 定义了网络层和应用层之间的接口，其中一个接口是被ZDO和制造商定义的应用对象使用的数据实体服务访问接口APSDE-SAP另一个是管理服务访问接口APSME-SAPAP S 的主要作用是维护绑定表，在绑定的设备之间传递信息。
ZDO 位丁应用层框架（AD和应用支持子层（APS之间，满足协议中所有应用操作的公共需求。
ZDO的作用包括：设备发现并能提供服务发现；定义一个设备的类型，如定义设备为ZigBee协调器或者为ZigBee终端设备；能够按照绑定请求构造并存储绑定表，实现绑定管理。
ZigBee应用框架（AF）是应用对象驻留的环境，最多可有240个应用对象端点，应用对象通过APSDE-SAPg送和接收数据，同时通过ZDO公用接口来实现应用对象的管理。
当ZigBee协议栈运行时，数据帧是这样被处理的：当设备发起通讯时，数据是自上而下的传递，依次经过应用层、网络层、MAC层、物理层，当经过物理层处理后，通过硬件的无线模块调制发送出去。
接收时，先通过无线模块把收到的信息解调出来，然后按照物理层、MAC层、网络层、应用层依次往上传递并对信息帧进行分解。