zigbee MAC层笔记
IEEE802.15.4／ZigBee协议的MAC层节点能耗分析与研究
ＩＥ ８ ２１ ． Ｚｇ ｅ Ｅ ０ ．５４ ｉＢ ｅ协 议 的 ＭＡ Ｅ ／ Ｃ层 节点 能耗 分析 与研 究
刘 乐 群
（ 肥师 范学 院计算机 系 ， 肥 ２ ０ ６ ） 合 合 ３ ０ １
摘
要 ： 耗是 无线传 感 网络性 能 的重要 参数 之一 ， 对无线传 感 网络 ＷＳ 特 点 ， 无线 传感 能 针 Ｎｓ 对
于 信标使 能方 式或 非信标使 能方式 。 在信标 使能方 式
中， 协调 者定期 广播信标 ． 以达到同步及 其他 目的 。 在 非 信标使能方 式 中 ． 协调 者在其他 节 点的请求 下也 会
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发送 信标 帧。 时信 标帧 的功能是 辅助协 调者 向节 点 此
传输 数据 。在 信标使 能方式 中使用 超帧结 构 ， 超帧 结 现
２ ． ５ ｋｂ ｔ ０－ ０ ｉ ｓ ． ２ ／
代 计 （ ） 据帧 ： ２数 用来传 输承 载上层 发到 ＭＡＣ子层 的 算 数 据 ．它 的 负载 字 段包 含 了上 层需 要 传 送 的数 据 机
关 键词 ：无线传 感 网
（ Ｓ ） ｉＢ ｅ Ｗ Ｎｓ ；Ｚ ｇ ｅ ；低 能耗 ；信 道
０ 引 言
无 线通 信 技 术 近年 来 的发 展 主 要 针对 语 音 、 视
１ 面 向 低 速 率 的 Ｉ Ｅ ８ ２１ ．／ ｉＢｅ ＥＥ ０ ．５４ｚｇ ｅ标
准
Ｉ Ｅ ０ ．５ ／ｉＢ ｅ协 议 是 Ｉ Ｅ ０ ． Ｅ Ｅ ８ ２１ ．Ｚｇ ｅ ４ Ｅ Ｅ ８ ２１ ５工 作 组 为低速率应 用专 门设 计 的一种无线 组 网技 术 。 于 用 低 速无 线个 人 域 网ｆＲ ＷＰ Ｎ 的 物理 层和 媒体 接 人 Ｌ— Ａ １ 控 制层两个 规范 它能支持 两种 网络拓 扑 ． 即单跳 星
MAC层安全
安全模式
安全模式，同时使用访问控制和帧载荷密码保护，提供了较完善的安全 服务。
二、MAC 层安全服务
根据上层选择的安全模式，MAC 层可以为发送和接收帧提供相应的安全服务。ZIGBEE 支持以下 4 种服务： (1)访问控制：不对发送和接收的帧进行任何修改和检查，只是让接收帧的设备根据接收 帧中的源地址对帧进行过滤。 (2)数据加密：使用指定的密钥对帧中的载荷进行加密处理，并将加密后的数据重新放在 帧的载荷部分，但对帧的其他部分不进行加密处理。加密处理完成后，MAC 层将重新计算 帧的 FCS。
如果安全方案制定了使用完整性码，它将应用到与MAC载荷连接的MAC帧头。帧的MAC载荷 域除了载荷域中其他数据之外，还应包括完整性码的计算结果。如果在载荷域中不包含数据，则 它将只包含完整性码。在确认帧中，将不使用完整性码。
如果任何安全操作失败，MAC管理实体将不会发送该请求帧，但会向上层发出状态为 FAILED_SECURITY_CHECK 的 MLME COMM STATUS.indication原语，向上层通告安全操作失败。 如果处理后所得到的帧长度大于aMaxMACFrameSize,则MAC层管理实体将不发送该请求帧，但会发 出状态为FRAME_TOO_LONG的MLME COMM STATUS.indication原语通知上层。 如果安全操作成功，并且适当地修改了MAC载荷内的载荷域，则设备将对修改过的帧进行 FCS计算。
把帧信息传 给上层
MAC层管理实体从ACL中获得适当的安全方案和安全要素后，MAC层将对该帧执行这些值 所定义的操作。
如果安全方案指定了使用加密方案，则只对MAC载荷内的载荷数据进行解密处理，即根据 帧的类型对信标载荷域、命令载荷域或数据载荷域进行解密处理，而对其他的域不进行解密出 路。如果帧在载荷域中不包含数据，则不进行解密处理。解密处理的结果插入帧的载荷域中， 其位置为原始加密数据的位置。
zigbee 协议栈
zigbee 协议栈Zigbee 协议栈。
Zigbee 是一种无线通信协议，它被设计用于低数据速率、低功耗的应用场景，如智能家居、工业自动化、传感器网络等。
Zigbee 协议栈是指在 Zigbee 网络中的协议层，它定义了 Zigbee 网络中各个节点之间的通信规则和协议。
Zigbee 协议栈主要包括物理层、MAC 层、网络层和应用层。
物理层定义了无线通信的调制解调方式、频率和功率控制等；MAC 层负责数据的传输和接收，以及网络中节点的管理；网络层则负责路由和数据包转发；应用层则定义了具体的应用协议和数据格式。
在 Zigbee 协议栈中，物理层使用了 IEEE 802.15.4 标准，它定义了无线通信的物理层和 MAC 层规范，包括频率、调制方式、数据帧格式等。
MAC 层定义了数据的传输方式，包括信道访问方式、数据帧格式、数据重传机制等。
网络层则定义了路由协议和数据包转发规则，以实现多跳网络的数据传输。
应用层则定义了具体的应用协议，如 Zigbee Home Automation（ZHA）、Zigbee Light Link（ZLL）等。
Zigbee 协议栈的设计遵循了低功耗、低成本、可靠性和安全性的原则。
它采用了分层的设计，使得各个层之间的功能清晰明了，易于实现和维护。
同时，Zigbee 协议栈还支持多种网络拓扑结构，包括星型、网状和混合型网络，以满足不同应用场景的需求。
在实际的应用中，开发人员可以使用 Zigbee 协议栈来快速构建 Zigbee 网络应用。
通过使用 Zigbee 协议栈，开发人员可以方便地实现节点之间的数据通信、网络管理和安全保护，从而加速产品的开发周期和降低开发成本。
总的来说，Zigbee 协议栈是 Zigbee 网络中的核心部分，它定义了 Zigbee 网络中节点之间的通信规则和协议。
通过使用 Zigbee 协议栈，开发人员可以快速构建低功耗、低成本、可靠性和安全性的Zigbee 网络应用，满足不同应用场景的需求。
浅谈Zigbee MAC层数据传输过程
浅谈Zigbee MAC层数据传输过程
陈佳佳
【期刊名称】《计量与测试技术》
【年(卷),期】2015(042)012
【摘要】传统的以太网容易形成数据堵塞,为了尽量减少数据的传输碰撞和重试发送,以太网中使用了载波监听多路访问/冲突检测工作机制,站点在发送数据的同时检测是否有冲突发送,以防止各站点无序地争用信道.
【总页数】2页(P32,35)
【作者】陈佳佳
【作者单位】南京市计量监督检测院,江苏南京210049
【正文语种】中文
【中图分类】TM930.12
【相关文献】
1.基于FPGA的MAC层数据包收发系统的设计与实现 [J], 周庆芳
2.基于FPGA的MAC层数据包收发系统的设计与实现 [J], 周庆芳;
3.基于ZigBee和以太网技术的巷道顶板离层数据在线监测系统设计 [J], 王立飞;王晓荣
4.非饱和态802.1
5.4网络MAC层数据传输可靠性研究 [J], 程宏斌;王晓喃;王海军;孙霞;乐德广;张雪伍
5.基于上层数据服务的Zigbee路由算法 [J], 明芳
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zigbee基础知识笔记.docx
1. 基础知识 (1)1.1IEEE 地址 (1)1.2 簇 (2)1.3 Profile ID (4)1.4网络地址与端点号、节点 (4)1.5 PANID (5)1.6 zigbee设备 (5)2. 绑定机制 (7)2.1 描述符绑定 (7)2.2 设备绑定 (23)1.基础知识1.1IEEE 地址IEEE 地址是 64 位，在设备进入网络之前就分配好了的，应该在全球是唯一的，而网络地址是在网络建立后，设备加入网络时，它的父节点给它分配的，在设备通信时，首先由ieee地址找到设备的网络地址，然后根据网络地址实现设备之间的通信，这样可以减少帧头长度，多传有效数据通俗的说IEEE 地址相当于你的手机号（11 位的那个），短地址就相当于你们公司的小号(3 、4) 位，一个公司的互打电话就用小号噻。
假设你的手机号138xxxxx666 ，这个是唯一的，但你的小号，假设是 666，在你的公司网中是唯一的，但是在另一个网中，可能别人的小号也是666。
1.2 簇簇就是相当于端点房间里面的人，是接收最终的目标。
这东西是 2 个字节编号，在射频发送的时候，必须要指定接收模块的镞，发送模块不需要指定。
首先每一个端点可以看成是一个 1 个字节数字编号的开有一扇门的房间，数据最终的目标是进入到无线数据包指定的目标端点房间，而取无线数据这个相关的代码在任务事件处理函数里，TI 协议栈有那么多的任务事件处理函数，所以必须要指定在哪个任务事件处理函数来取这个无线数据包里面的有用数据。
端点就相当于一个房间的门牌号！！！SimonApp_epDesc.endPoint= 10;//SimonApp_ENDPOINT;此端点编号为10SimonApp_epDesc.task_id = &SimonApp_TaskID;和我们应用层任务挂钩完成了簇信息表的构建，因为簇信息封装在SimonApp_SimpleDesc 里面，这里面却只是起到一个信息表的作用！方便数据到来的时候查询相关信息表！const cId_t SimonApp_ClusterList[SimonApp_MAX_CLUSTERS] ={SimonApp_CLUSTERID};const SimpleDescriptionFormat_t SimonApp_SimpleDesc = {SimonApp_ENDPOINT,// int Endpoint;SimonApp_PROFID,//uint16 AppProfId[2];SimonApp_DEVICEID,//uint16 AppDeviceId[2];SimonApp_DEVICE_VERSION,//int AppDevVer:4;SimonApp_FLAGS,//int AppFlags:4;SimonApp_MAX_CLUSTERS,//byte AppNumInClusters;(cId_t*)SimonApp_ClusterList,//byte *pAppInClusterList;SimonApp_MAX_CLUSTERS,//byte AppNumInClusters;(cId_t*)SimonApp_ClusterList//byte *pAppInClusterList;};接收到数据以后，判断是属于哪一个端点、属于哪一个簇1.3 Profile ID这个是由Zigbee 组织来分配的应用ID 号，比如无线开关用0x0001 ，智能电表用ox0002，万用遥控器用0x0003 等等。
基于CC2530的ZigBee协议MAC层设计与实现
ｐ ｌ ｏ ｙ ｅ ｄ ；ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ Ｒ Ｍ ＋ Ｌｉ Ａ ｎ ｕ ｘ ｐ ｌ ａ ｔ ｆ ｏ ｒ ｍ ，ｔ ｈ ｅ ｂ ｕ ｉ １ ｔ —ｉ ｎ ５ １ 一ｃ ｏ ｒ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ Ｏ ｒ ｕ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｈ ｅ ｌ ｐ ｓ ｔ ｏ ｌ ｏ ｗｅ ｒ ｃ ｏ ｓ ｔ ｓ ． Ｔｈ ｅ
并不开源 ，使得 开发者无 法按照 实际需求 修改 或调试底 层
功 能 ，更 无 法 将 协 议 移 植 到 其 他 ＭＣ Ｕ 或 射 频 芯 片 。本 文 在Ｃ Ｃ ２ ５ ３ ０ 平 台 的基 础 上 提 供 一 个 开 源 、模 块 化 、方 便 移 至 与扩 展 的 Ｚ ｉ ｇ ｅ ｅ协 议 ＭＡＣ 层 的 设 计 与 实 现 方 案 ，并 加 Ｂ
（ ＭＡＣ ） ，并 在 此 基 础 上 定 义 了 网 络 层 、应 用 层 、设 备 管
１ Ｚ ｉ ｇ ｇ Ｂ ｅ ｅ 协 议
Ｚ ｉ ｇ ｅｅ Ｂ 协议 标准 结 构如 图 １所 示 。其采 用 分层 结 构 ， 协议 的每一层为 上层提供 一系列 透 明的特殊服 务 ，如数据 传输服务 ，网络控 制服务 等等 。层与 层之 间通过服务 接入
ｃ ｏ ｍｅ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ ｃ ｏ ｍｉ ｎ ｇ ｓ ｏ ｆ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｍ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ｃ ｌ ｏ ｓ ｅ ｄ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ，ｄ ｉ ｆ ｆ ｉ ｃ ｕ ｌ ｔ ｍｏ ｄ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｐ ｌ ａ ｎ ｉ ｓ ｔ ｏ —
zigbee 协议栈
zigbee 协议栈Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的无线通信协议，它是一种低功耗、短距离的无线网络协议，可以用于物联网中各种设备的通信。
Zigbee协议栈是指一套软件的层次结构，用于实现Zigbee协议的功能和特性。
Zigbee协议栈由四个层次组成：应用层，网络层，MAC层和物理层。
应用层是Zigbee协议栈的最高层，它提供了应用程序与其他网络层之间的接口。
应用层负责处理数据的收发，以及定义数据的格式和协议。
应用层也负责处理设备与设备之间的通信，例如传感器与控制器之间的通信。
网络层是Zigbee协议栈的中间层，它负责网络的发现和路由选择。
网络层的主要功能是将数据传输到目标设备，以及维护网络拓扑结构。
网络层使用一种叫做AODV（Ad-hoc On-Demand Distance Vector）的路由选择算法来决定数据的传输路径。
MAC层是Zigbee协议栈的第二层，它负责实现对数据的传输和控制。
MAC层的主要功能包括数据的处理、帧的编码和解码、对信道的管理等。
MAC层使用CSMA-CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）协议来控制数据的传输，并通过BEACON帧来管理设备之间的通信。
物理层是Zigbee协议栈的最底层，它负责将数据从电子信号转换为无线信号，并传输到接收设备。
物理层的主要功能包括信号的调制和解调、信道编码和解码、信号的传输和接收等。
Zigbee协议栈还支持一种叫做ZDO（Zigbee Device Object）的设备对象。
ZDO是一个与设备相关的软件模块，提供了设备的管理和控制功能。
ZDO负责设备的发现、加入网络、离开网络、重置等操作，并通过指定的应用程序接口来与设备进行通信。
总的来说，Zigbee协议栈是一个非常复杂的系统，包含了多个层次和各种功能。
它通过不同的层次和模块来实现Zigbee协议的各种特性和功能，从而使得物联网设备之间可以方便地进行通信和控制。
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。
Zigbee知识点
第一章Zigbee概述1、Zigbee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，主要用于近距离无线连接。
2、Zigbee的特点是功耗低、成本低、时延短、网络容量大、可靠安全。
3、常见的Zigbee芯片有CC243X系列、MC1322X系列和CC253X系列。
4、常见的Zigbee协议栈有非开源(msstatePAN）协议栈、开源（freakz）协议栈和半开源（Zstack）协议栈。
5、Zigbee软件开发平台包括IAR、Zigbee Sniffer、物理地址修改软件以及其它辅助软件。
6、Zigbee硬件开发平台采用Altium Designer进行设计。
7、简述Zigbee的定义.答：Zigbee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低成本的双向无线通讯技术。
主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间,进行数据传输(包括典型的周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据）的应用。
（Zigbee的基础是IEEE802。
15。
4，但是IEEE802。
15.4仅处理低级的MAC(媒体接入控制协议）层和物理层协议，Zigbee联盟对网络层协议和应用层进行了标准化。
）8、简述无线传感器网络与Zigbee之间的关系。
答：从协议标准来讲：目前大多数无线传感器网络的物理层和MAC层都采用IEEE802.15。
4协议标准。
IEEE802。
15。
4描述了低速率无线个人局域网的物理层和媒体接入控制协议（MAC层），属于IEEE802.15。
4工作组。
而Zigbee技术是基于IEEE802。
15。
4标准的无线技术。
从应用上来讲：Zigbee适用于通信数据量不大，数据传输速率相对较低，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.9、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.第二章Zigbee技术原理1、Zigbee协议分为物理层、MAC层、网络层和应用层,其中物理层和MAC层由IEEE802.15.4定义。