zigbee网络建立过程简介(G1)知识讲解

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Zigbee组网流程——理论

Zigbee组网流程——理论

星形网络和树型网络可以看成是网状网络的一个特殊子集,所以接下来分析如何组建一个Zigbee网状网络。

组建一个完整的Zigbee网络分为两步:第一步是协调器初始化一个网络;第二步是路由器或终端加入网络。

加入网络又有两种方法,一种是子设备通过使用MAC层的连接进程加入网络,另一种是子设备通过与一个先前指定的父设备直接加入网络。

一、协调器初始化网络协调器建立一个新网络的流程如图1所示。

图1 协调器建立一个新网络1、检测协调器建立一个新的网络是通过原语NLME_NETWORK_FORMATION.request发起的,但发起NLME_NETWORK_FORMATION.request原语的节点必须具备两个条件,一是这个节点具有ZigBee协调器功能,二是这个节点没有加入到其它网络中。

任何不满足这两个条件的节点发起建立一个新网络的进程都会被网络层管理实体终止,网络层管理实体将通过参数值为INVALID_REQUEST的NLME_NETWORK_FORMATION.confirm的原语来通知上层这是一个非法请求。

2、信道扫描协调器发起建立一个新网络的进程后,网络层管理实体将请求MAC子层对信道进行扫描。

信道扫描包括能量扫描和主动扫描两个过程。

首先对用户指定的信道或物理层所有默认的信道进行一个能量扫描,以排除干扰。

网络层管理实体将根据信道能量测量值对信道进行一个递增排序,并且抛弃能量值超过了可允许能量值的信道,保留可允许能量值内的信道等待进一步处理。

接着在可允许能量值内的信道执行主动扫描,网络层管理实体通过审查返回的PAN描述符列表,确定一个用于建立新网络的信道,该信道中现有的网络数目是最少的,网络层管理实体将优先选择没有网络的信道。

如果没有扫描到一个合适的信道,进程将被终止,网络层管理实体通过参数仠为STARTUP_FAILURE的NLME_NETWORK_FORMATION.confirm的原语来通知上层初始化启动网络失败。

构建zigbee网络总结

构建zigbee网络总结

构建 ZigBee 网络总结概述ZigBee 是一种基于 IEEE 802.15.4 标准的无线通信协议,旨在提供低功耗、低数据率的短距离无线通信解决方案。

ZigBee 网络由一个或多个 ZigBee 设备组成,这些设备通过 ZigBee 协调器进行协调和管理。

本文将探讨构建 ZigBee 网络的关键步骤和注意事项。

步骤一:选择合适的硬件设备构建 ZigBee 网络的第一步是选择合适的硬件设备。

ZigBee 网络的设备分为三类:协调器(Coordinator)、路由器(Router)和终端设备(End Device)。

协调器是网络的主节点,负责组织和管理整个网络。

路由器允许设备之间进行中继和转发数据。

终端设备是网络中的最终节点,负责与其他设备进行通信。

在选择硬件设备时,需要考虑以下因素: - 功耗:如果是低功耗应用,选择低功耗的设备非常重要。

- 通信范围:根据项目需求选择合适的通信范围。

- 可靠性:确保设备的稳定性和可靠性。

- 成本:根据项目预算选择合适的硬件设备。

步骤二:设计网络拓扑结构在ZigBee 网络中,网络拓扑结构的设计非常重要。

常见的拓扑结构包括星型、网状和链状。

不同的拓扑结构适用于不同的应用场景。

星型拓扑结构星型拓扑结构是最简单和最常见的ZigBee 网络拓扑结构。

在星型拓扑结构中,所有设备都通过协调器进行通信。

该拓扑结构适用于需要集中管理的应用,例如家庭自动化系统。

网状拓扑结构网状拓扑结构允许设备之间进行多跳通信,提供了更强大的网络覆盖能力。

在网状拓扑结构中,路由器负责转发数据,并确保数据能够可靠地从源设备传输到目标设备。

该拓扑结构适用于需要大范围通信的应用,例如智能城市和工业自动化系统。

链状拓扑结构链状拓扑结构是一种特殊的网状拓扑结构,它只允许设备之间进行单向通信。

链状拓扑结构适用于需要按序传输数据的应用,例如传感器网络。

在设计网络拓扑结构时,需要考虑以下因素: - 设备位置:根据设备的位置选择合适的拓扑结构。

1 ZigBee简介和学习方法

1 ZigBee简介和学习方法

ZigBee 简介和学习方法ZigBee 简介和学习方法 (1)1.zigbee简介 (2)2.ZigBee和IEEE 802.15.4的关系 (3)3. ZigBee 的特点 (3)4.ZigBee 无线网络通信信道分析 (4)5.ZigBee的网络拓扑模型 (6)6.ZigBee的应用范围 (7)7.开发板硬件资源介绍 (7)8. 快速掌握ZigBee 的学习方法 (8)本章小结 (8)前言近年来,由于无线接入技术的需求日益增大,无线通信和无线网络均呈现出指数增加的趋势。

这有力的推动力无线通信向高速通信方向的发展。

工业、农业、车载电子系统、家用网络、医疗传感器和伺服执行机构等都是无线通信应用的领域。

中国大力推广的物联网也是zigbee 应用的主战场,物联网通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用,被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

如果你想在物联网上有所作为,那现在就开启Zigbee 学习的大门吧。

本套教程特点与创作目的:理论与实践相结合,以大量实例为基础,实际应用为出发点,并结合一个完整的项目,带领大家快速掌握zigbee。

纵观市场上的cc2530的开发板,大部分使用TI提供的参考设计,讲解一下ZStack例程,其实制作这样的开发板最容易;他们使用TI提供的PCB制板就完成的开发板的设计,没什么含金量。

离实际开发还远着呢,比如:五向按键、黑白屏、一大堆短路帽。

看看市场上产品谁用五向按键,黑白屏驱动也使用TI的,但市场上的这种屏大部分是翻新的。

而且调试不能所见即所得,严重降低开发进度,能真正用到产品上吗?本公司也从事zigbee产品的开发,实际工作也需要开发板,基于上述情况研究出一套实战型开发板,经过深入研究cc2530的电路,裁剪掉一些华而不实的东西,改进原电路方便调试开发,直接就可在上面开发产品,省去自己研究电路、裁剪软硬件,大大降低了开发难度,提高开发效率。

无线传感网络技术 第一章 ZigBee技术概述

无线传感网络技术 第一章 ZigBee技术概述

定义:由分布在给定局部区域内足够多的无线传感器节点构成的 一种新型信息获取系统,每一个传感器节点都具有一种或多种感 知器,并且具有一定的计算能力,同时还具有一定的无线通信能 力。
特点:无线传感器网络作为一种无线自组织网络,它是没有预定基 础设施支撑的自组织可重构的多跳无线网络。在该网络中,网络的 拓扑、信道的环境、业务的模式随节点的移动而动态改变。无线自 组织网络可以快速地为民用和军事应用建立通信平台。
PIC18F4620 A222222 MSP430
CC2420 CC2520
CC2520+MSP430
ZIGBEE/IEEE802.15.4 Development Kit开发包
单芯片模式 CC2430
CC2431 CC2530
CC2630
第一部分 zigbee基础知识
1.4 ZIGBEE技术
ZIGBEE技术特点
技术 特点
• 低速率:ZIGBEE 可以提供三种原始数据吞吐率,分别为250kbps(2.4GHz)、40kbps(915MHz)、

支持,1密钥
支持,多密钥
消费电子(少量 住宅(节点数量300个 住宅(节点数量300 商业及工业(节点数量
节点)
以下)
个以下)
1000个以上)
第一部分 zigbee基础知识
1.4 ZIGBEE技术
ZIGBEE硬件解决方案
外挂模式
处理器
ZIGBEE收发器
2.4G放大芯 片CC2591
解决 方案
推出ZIGBEE RF4CE。它 专门为简单 ,双向,点 对点控制的 应用而设计 资源要求低
ZIGBEE IP Specification发布 。ZIGBEE IP 是第 一个基于IPv6 全无 线网状网络解决方 案的开放标准,可 以实现物联网与互 联网相连,为控制 低功耗、低成本的 装置提供无缝衔接 的互联网连接

01_第1章 Zigbee概述

01_第1章 Zigbee概述

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1.2 软件开发平台

IAR软件集成开发平台 Zigbee嗅探器(Zigbee Sniffer) 物理地址修改软件(SmartRF Flash Programmer) 辅助软件
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1.2.1 IAR软件开发平台
IAR Embedded Workbench(简称IAR或EW)的C/C++交叉编译 器和调试器是完整且容易使用的嵌入式应用开发工具,对不同的处 理器提供不同的版本(例如IAR For51,For ARM,For AVR等), 且提供一样的直观用户界面。
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对较低,成本较低的便携或移动设备。这些设备只需要很少的能 量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另外一 个传感器,并能实现传感器之间的组网,实现无线传感器网络分 布式、自组织和低功耗的特点。
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1.1.3 Zigbee技术特点
低功耗 低成本 大容量 可靠 时延短 灵活的网络拓扑结构
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1.1.3 Zigbee芯片
CC243X系列
CC253X系列
MC1322X系列
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1.1.4 常见Zigbee协议栈
非开源的协议栈
常见的非开源的Zigbee协议栈的解决方案包括freescale解决方 案和microchip解决方案。 Freescale中最简单的Zigbee解决方案就是SMAC协议,是 面向简单的点对点应用,不涉及网络概念。Freescale完整的 Zigbee协议栈为BeeStack协议栈,也是最复杂的协议栈, 看不到具体的代码,只提供一些封装好的函数直接调用。
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1.2.3 辅助软件

zigbee简介宣讲专题知识讲座

zigbee简介宣讲专题知识讲座

3.ZigBee技术优点
• ①低功耗 • ③ 低速率 • ⑤短时延 • ⑦高安全
②低成本 ④近距离 ⑥高容量 ⑧免执照频段
①低功耗
• 在低耗电待机模式下,2 节5 号干电池可支持 1个节点工作6~24个月,甚至更长。
• 这是Zigbee旳突出优势(在传感控制领 域)。相比较,蓝牙能工作数周、WiFi可工 作数小时。
• 代码分类:应用层, 应用安全层,网络层, MAC层等等。
• 代码形式:源代码和库文件。
协议栈各层功能简介
• PHY定义zigbee设备旳工作频段2.4Ghz。 • MAC层负责相邻设备间旳单跳数据通信。 • SAP是为某一特定层提供旳服务与上层之
间旳接口。ZigBee旳不同层与 MAC就是经 过服务接入点(SAP)进行连接。 • 应用层由顾客开发提供功能服务函数。 • 安全服务提供层提供信息安全加锁服务。
ZigBee节点类型
节点工能简介
• 1.协调器 • 上电开启和配置网络(例如设定网络标示符 ,选择信
道),一旦完毕后相当于路由器功能。 • 2.路由器 • (1)允许其他网络设备加入
(2)多路跳由 (3)帮助电池供电旳子节点通信 (4)自己作为终端节点应用 3 终端节点 向路由节点传递数据,可选择睡眠与唤醒。 (路由因不断转发数据需电池供电,终端节点电池供电)
④近距离
• 传播范围一般介于10~100 m 之间,在增长 RF 发射功率后,亦可增长到1~3 km。
• 这指旳是相邻节点间旳距离。假如经过路 由和节点间通信旳接力,传播距离将能够更 远(理论上无限)。
⑤短时延
• Zigbee 旳响应速度较快,一般从睡眠转入工 作状态只需15 ms ,节点连接进入网络只需 30 ms ,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需 要3~10 s、WiFi 需要3 s。

Zigbee无线网路概述

ZigBee无线网络概述1Q2008案可供我们使用,TI知道找到一款适合你的标准的解决方案是多么困难。

因此,我们的目标是简化选择的过程,帮助你确定你的ZigBee解决方案!通过选择TI和ZigBee,你就自动获得了国际上最好的无线产品,以及使用这项技术的自信,它具有经济高效、世界公认、易于使用和部署的优点。

TI承诺:•将无线智能融入日常生活设备,具有极大的灵活性和易用性。

•简单、可靠、低成本、低功耗标准,基于无线平台,优化独特需求的远程监视和控制应用。

•与其它使用相同参数的ZigBee系统协同工作的能力。

TI提供:•完整的硬件和与ZigBee兼容的软件平台和工具包。

这些已被ZigBee联盟授权的测试机构证明合格。

•免费的IEEE802.15.4MAC软件和Z-Stack TM协议栈。

•有出色的无线电特征性能,能和WLAN、蓝牙和其它2.4GHz解决方案很好共存。

关于ZigBeeZigBee是把各种不同设备连接在一起工作,提高你的生活质量的全球无线语言。

•ZigBee是拥有200多个成员的全球生态系统,它为家庭、商业和工业应用创建了世界性的无线通信标准。

•全球十大半导体制造商有70%是ZigBee联盟的成员。

ZigBee标准已被独立的分析研究机构承认为一项可靠的技术,即将发布。

•只有ZigBee拥有多样的可提供无线应用的软硬件的供应商。

•ZigBee是唯一国际公认的用在无线监测和控制解决方案的标准。

基本的市场目标•家庭、楼宇和工业自动化•能源控制•家庭控制(安全保护)•医疗(病人)监控•物流和资产跟踪•传感网络和动态RFIDZigBee能用于任何需要无线连接的监测和控制应用。

和TI TI一起定位你的一起定位你的ZigBeeTM ——TI 的主导产业ZigBee 协议栈Z-Stack 与ZigBee2006说明书兼容,支持多种平台,包括CC2430SoC 、带有定位引擎的CC2431SoC 和CC2520+MSP430平台。

zigbee数传电台快速建立zigbee网络的入门教程

zigbee数传电台快速建立zigbee网络的入门教程
为了让用户能快速熟悉基于zigbee3.0技术的zigbee数传电台,本文将引导用户结合上位机进行经过简单配置搭建一个ZigBee网络,包括节点类型配置、PANID设置、信道设置、发射功率设置。

1、快速入门建立一个ZigBee网络
结合上位机软件快速简单的建立一个ZigBee网络,具体步骤如下:
(1)将电台连接电脑,打开上位机软件“亿佰特ZigBee3.0上位机”,选择设备类型,选择串口号,选择串口波特率(默认115200kbps),点击打开串口。

(2)模组出厂为HEX指令配置模式,E180-DTU如果处于AT指令模式,需要切换至HEX指令模式,点击“读取参数”,消息框提示“读取参数成功”,主要的网络参数包括:长地址,电台类型默认为协调器(如果不是请设置成协调器),网络状态是"not have"(如果不是需要退出网络或恢复出厂)。

如果读取参数无效,有可能模组当前为传输模式,需要点击“进入配置模式”,消息框提示“进入配置状态成功”。

(3)点击“开始配网”,协调建立一个开放网络,协调器新建网络后会持续180秒开放网络,LINK灯1Hz闪烁,路由器和终端可以在这个时间内加入网络。

Zigbee组网原理详解

Zigbee组网原理详解1.组网概述组建一个完整的zigbee网状网络包括两个步骤:网络初始化、节点加入网络。

其中节点加入网络又包括两个步骤:通过与协调器连接入网和通过已有父节点入网。

2. 网络初始化预备Zigbee网络的建立是由网络协调器发起的,任何一个zigbee节点要组建一个网络必须要满足以下两点要求:(1)节点是FFD节点,具备zigbee协调器的能力;(2)节点还没有与其他网络连接,当节点已经与其他网络连接时,此节点只能作为该网络的子节点,因为一个zigbee网络中有且只有一个网络协调器。

FFD:Full FuncTIon Device 全功能节点RFD:Reduced FuncTIonDevice 半功能节点3.网络初始化流程3.1 确定网络协调器:首先判断节点是否是FFD节点,接着判断此FFD节点是否在其他网络里或者网络里是否已经存在协调器。

通过主动扫描,发送一个信标请求命令(Beaconrequest command),然后设置一个扫描期限(T_scan_duraTIon),如果在扫描期限内都没有检测到信标,那么就认为FFD在其pos内没有协调器,那么此时就可以建立自己的zigbee网络,并且作为这个网络的协调器不断地产生信标并广播出去。

注意:一个网络里,有且只能有一个协调器(coordinator)。

3.2 进行信道扫描过程。

包括能量扫描和主动扫描两个过程:首先对指定的信道或者默认的信道进行能量检测,以避免可能的干扰。

以递增的方式对所测量的能量值进行信道排序,抛弃那么些能量值超出了可允许能量水平的信道,选择可允许能量水平的信道并标注这些信道是可用信道。

接着进行主动扫描,搜索节点通信半径内的网络信息。

这些信息以信标帧的形式在网络中广播,。

zigbee讲解1只是分享

❖zigbee讲解1
1.1 ZigBee
❖ ZigBee名称 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
ZigBee来源
为解决已有无线通信技术中功耗大、组网规 模小、通信协议过于复杂等问题,IEEE成立 802.15.4工作小组,在Home RF Lite无线网 络的基础上开发802.15.4协议。2001年, ZigBee联盟成立,随后Invensys(英国), Mitsubishi(日本),Matoraola(美国)和 Philips(荷兰)宣布加入ZigBee联盟,此后 ZigBee迅速发展状大,于2004年发布ZigBee 1.0(ZigBee2004)
2 网络协议相关概念
2.1 ISO(国际标准化组织)制定的OSI网 络协议七层模型
物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层
表示层 应用层
物理连接,电缆,网卡,串口并口
以帧为单位传输数据,主要任务是建立数据封装及链接 网络网络之间的通信问题,提供路由,即最佳路径 解决传输数据质量问题,提供可靠的端到端的数据传输 会话连接到传输连接的映射,数据传送,会画连接的恢复和释放,会 画管理,令牌管理和活动管理 数据语法转换,语法表示,数据压缩和数据加密
❖ 低成本,ZigBee芯片已经大幅降价
通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10) ,降低了 对通信控制器的要求,按预测分析,以8051的8 位微控制器测算,全功能的主节点需要32KB 代码,子功能节点少至4KB代码,而且Zigbee免 协议专利费。每块芯片的价格大约为8美元。
❖ 高安全,AES-128加密
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z i g b e e网络建立过程简介(G1)星形网络和树型网络可以看成是网状网络的一个特殊子集,所以接下来分析如何组建一个Zigbee网状网络。

组建一个完整的Zigbee网络分为两步:第一步是协调器初始化一个网络;第二步是路由器或终端加入网络。

加入网络又有两种方法,一种是子设备通过使用MAC层的连接进程加入网络,另一种是子设备通过与一个先前指定的父设备直接加入网络。

一、协调器初始化网络协调器建立一个新网络的流程如图1所示。

图1 协调器建立一个新网络1、检测协调器建立一个新的网络是通过原语NLME_NETWORK_FORMATION.request发起的,但发起NLME_NETWORK_FORMATION.request原语的节点必须具备两个条件,一是这个节点具有ZigBee协调器功能,二是这个节点没有加入到其它网络中。

任何不满足这两个条件的节点发起建立一个新网络的进程都会被网络层管理实体终止,网络层管理实体将通过参数值为INVALID_REQUEST的NLME_NETWORK_FORMATION.confirm的原语来通知上层这是一个非法请求。

2、信道扫描协调器发起建立一个新网络的进程后,网络层管理实体将请求MAC子层对信道进行扫描。

信道扫描包括能量扫描和主动扫描两个过程。

首先对用户指定的信道或物理层所有默认的信道进行一个能量扫描,以排除干扰。

网络层管理实体将根据信道能量测量值对信道进行一个递增排序,并且抛弃能量值超过了可允许能量值的信道,保留可允许能量值内的信道等待进一步处理。

接着在可允许能量值内的信道执行主动扫描,网络层管理实体通过审查返回的PAN描述符列表,确定一个用于建立新网络的信道,该信道中现有的网络数目是最少的,网络层管理实体将优先选择没有网络的信道。

如果没有扫描到一个合适的信道,进程将被终止,网络层管理实体通过参数仠为STARTUP_FAILURE的NLME_NETWORK_FORMATION.confirm的原语来通知上层初始化启动网络失败。

3、配置网络参数如果扫描到一个合适的信道,网络层管理实体将为新网络选择一个PAN描述符,该PAN描述符可以是由设备随机选择的,也可以是在NLME_NETWORK_FORMATION.request里指定的,但必须满足PAN描述符小于或等于0x3fff,不等于0xffff,并且在所选信道内是唯一的PAN描述符,没有任何其它PAN描述符与之是重复的。

如果没有符合条件的PAN描述符可选择,进程将被终止,网络层管理实体通过参数值为STARTUP_FAILURE的NLME_NETWORK_FORMATION.confirm的原语来通知上层初始化启动网络失败。

确定好PAN描述符后,网络层管理实体为协调器选择16位网络地址0x0000,MAC子层的macPANID参数将被设置为PAN描述符的值,macShortAddress PIB参数设置为协调器的网络地址。

4、运行新网络网络参数配置好后,网络层管理实体通过MLME_START.request原语通知MAC层启动并运行新网络,启动状态通过MLME_START.confirm原语通知网络层,网络层管理实体再通过NLME_NETWORK_FORMATION.confirm原语通知上层协调器初始化的状态。

5、允许设备加入网络只有ZigBee协调器或路由器才能通过NLME_PERMIT_JOINING.request原语来设置节点处于允许设备加入网络的状态。

当发起这个进程时,如果PermitDuration参数值为0x00,网络层管理实体将通过MLME_SET.request原语把MAC层的macAssociationPermit PIB属性设置为FALSE,禁止节点处于允许设备加入网络的状态;如果PermitDuration参数值介于0x01和0xfe之间,网络层管理实体将通过MLME_SET.request原语把macAssociationPermit PIB属性设置为TRUE,并开启一个定时器,定时时间为PermitDuration,在这段时间内节点处于允许设备加入网络的状态,定时时间结束,网络层管理实体把MAC层的macAssociationPermit PIB属性设置为FALSE;如果PermitDuration参数的值为0xff,网络层管理实体将通过MLME_SET.request原语把macAssociationPermit PIB属性设置为TRUE,表示节点无限期处于允许设备加入网络的状态,除非有另外一个NLME_PERMIT_JOINING.request原语被发出。

允许设备加入网络的流程如图2所示。

图2 允许设备加入网络通过以上流程协调器就建立了一个网络并处于允许设备加入网络的状态,然后等待其它节点加入网络。

二、节点加入网络一个节点加入网络有两种方法,一种是通过使用MAC层关联进程加入网络,另一种是通过与先前指定父节点连接而加入网络。

1)通过MAC层关联加入网络子节点请求通过MAC关联加入网络进程如图3所示。

父节点响应通过MAC关联加入网络进程如图4所示。

1、子节点发起信道扫描子节点通过NLME_NETWORK_DISCOVERY.request原语发起加入网络的进程,网络层接收到这个原语后通过发起MLME_SCAN.request原语请求MAC层执行一个主动扫描或被动扫描以接收包含了PAN标志符的信标帧,扫描的信道以及每个信道的扫描时间分别由NLME_NETWORK_DISCOVERY.request原语的参数ScanChannels和ScanDuration决定。

2、子节点存储各PAN信息MAC层通过MLME_BEACONNOTIFY.indication原语将扫描中接收到的信标帧信息发送到网络层管理实体,信标帧信息包括信标设备的地址、是否允许连接以及信标净载荷。

如果信标净载荷域里的协议ID域与自己的协议ID相同,子设备就将每个匹配的信标帧相关信息保存在邻居表中。

信道扫描完成后,MAC层通过MLME_SCAN.confirm原语通知网络层管理实体,网络层再通过NLME_NETWORK_DISCOVERY.confirm原语通知上层,该原语包含了每个扫描到的网络的描述符,以便上层选择一个网络加入。

3、子节点选择PAN如果上层需要发现更多网络,则可以重新执行网络发现,如果不需要,则通过NLME_JOIN.request 原语从被扫描到的网络中选择一个网络加入。

参数PANID设置为被选择网络的PAN标识符。

4、子节点选择父节点一个合适的父节点需要满足三个条件:匹配的PAN标志符、链路成本最大为3、允许连接,为了寻找合适的父节点,NLME_JOIN.request原语请求网络层搜索它的邻居表,如果邻居表中不存在这样的父节点则通知上层,如果存在多个合适的父节点则选择具有最小深度的父节点,如果存在多个具有最小深度的合适的父节点则随机选择一个父节点。

5、子节点请求MAC关联确定好合适的父节点后,网络层管理实体发送一个MLME_ASSOCIATE.request原语到MAC层,地址参数设置为已选择的父节点的地址,尝试通过父节点加入网络。

6、父节点响应MAC关联父节点通过MLME_ASSOCIATE.indication原语通知网络层管理实体一个节点正尝试加入网络,网络层管理实体将搜索它的邻居表查看是否有一个与尝试加入节点相匹配的64位扩展地址,以便确定该节点是否已经存在于它的网络中了。

如果有匹配的扩展地址,网络层管理实体获取相应的16位网络地址并发送一个连接响应到MAC层。

如果没有匹配的扩展地址,在父节点的地址分配空间还没耗尽的条件下网络层管理实体将为尝试加入的节点分配一个16位网络地址。

如果父节点地址分配空间耗尽,将拒绝节点加入请求。

当同意节点加入网络的请求后,父节点网络层管理实体将使用加入节点的信息在邻居表中产生一个新的项,并通过MLME_ASSOCIATE.response原语通知MAC层连接成功。

7、子节点响应连接成功如果子节点接收到父节点发送的连接成功信息,发送一个传输成功响应信息以确认接收,然后子节点MAC层将通过MLME_ASSOCIATE.confirm原语通知网络层,原语包含了父节点为子节点分配的网内唯一的16位网络地址,然后网络层管理实体设置邻居表相应邻居设备为它的父设备,并通过NLME_JOIN.confirm原语通知上层节点成功加入网络。

8、父节点响应连接成功父节点接收到子节点的传输成功响应信息后,将通过MLME_COMM_STATUS.indication原语将传输成功的响应状态发送给网络层,网络层管理实体通过NLME_JOIN.indication原语通知上层一个节点已经加入了网络。

图3 子节点请求加入网络进程图4 父节点响应加入网络进程2)通过与先前指定父节点连接加入网络子节点通过与指定的父节点直接连接加入网络,这个时候父节点预先配置了子节点的64位扩展地址。

父节点处理一个直接加入网络的进程如图5所示。

子节点通过孤立方式加入网络进程如图6所示。

1、父节点处理子设备直接加入网络父节点通过NLME_DIRECT_JOIN.request原语开始处理一个设备直接加入网络的进程。

父节点网络层管理实体将首先搜索它的邻居表查看是否存在一个与子节点相匹配的64位扩展地址,以便确定该节点是否已经存在于它的网络中了。

如果存在匹配的扩展地址,网络层管理实体将终止这个进程并告诉上层该设备已经存在于设备列表中了。

如果不存在匹配的扩展地址,在父节点的地址分配空间还没耗尽的条件下网络层管理实体将为子节点分配一个16位网络地址,并使用子节点的信息在邻居表中产生一个新的项。

然后通过NLME_DIRECT_JOIN.confirm原语上层设备已经加入网络。

2、子节点连接父节点确认父子关系子节点通过NLME_JOIN.request原语发起孤立扫描来建立它与父节点之间的关系。

这时网络层管理实体将通过MLME_SCAN.request请求MAC层对物理层所默认的所有信道进行孤立扫描,如果扫描到父设备,MAC层通过MLME_SCAN.confirm原语通知网络层,网络层管理实体再通过NLME_JOIN.confirm原语通知上层节点请求加入成功,即与父节点建立了父子关系,可以互相通信。

图5 父节点处理一个直接加入网络进程图6 子节点通过孤立方式加入网络进程设备的MAC 层向上层发送MLME-ORPHAN.indication 原语告知一个孤立设备的存在。

只有ZigBee 协调器或ZigBee 路由器才可以接受MLME-ORPHAN.indication 原语,其他设备收到MLME-ORPHAN.indication 原语时NLME 将中止该过程。

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