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zigbee是什么_zigbee协议架构是什么

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zigbee是什么意思图片

Zigbee 简单的说，就是一种网络协议栈，他自动协调各个节点构成网络，并处理路由、能量、加密等细节。所以他只是传感器网络协议中的一种，如果您自己感兴趣，可以自己写网络协议栈。而在实际项目中，利用成熟的协议栈是最好的，这也是为什么大家都对zigee感兴趣的原因，因为自己写太累了。

ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee网络中的设备可分为协调器（Coordinator）、汇聚节点（Router）、传感器节点（EndDevice）等三种角色。

与此同时，ZigBee作为一种短距离无线通信技术，由于其网络可以便捷的为用户提供无线数据传输功能，因此在物联网领域具有非常强的可应用性。

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称（又称紫蜂协议）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。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。

简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZigBee协议从下到上分别为物理层（PHY）、媒体访问控制层（MAC）、传输层（TL）、网络层（NWK）、应用层（APL）等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。

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。

zigbee是什么网络类型图片

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。

zigbee是什么?它是怎么工作的?图片

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。

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所示。

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（5）确保MAC层正常工作，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。

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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（AF）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-SAP。APS 的主要作用是维护绑定表，在绑定的设备之间传递信息。ZDO位于应用层框架（AF）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-SAP 发送和接收数据，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。

在智能领域的硬件和互联网中,著名的ZigBee组网应该是没有人不知道。除了wifi,蓝牙之外，ZigBee是目前的一个最重要的无线通信协议之一,主要用于物联网和智能硬件和其他领域之中。关于ZigBee是什么,下面由锐谷智联为你介绍。

首先ZigBee是IEEE802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。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和远近信息的，也就是所蜜蜂依靠着这样的方式构成了群体中的通信网络，因此ZigBee的发明者们形象地利用蜜蜂的这种行为来形象地描述这种无线信息传输技术。

zigbee协议栈图片

在使用蓝牙技术的过程中，人们发现，尽管它有许多优点，但对工业、家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言，它显得太复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等。

并且，对于工业现场，要求高可靠性的无线数据传输，能抵抗工业现场的各种电磁干扰。蓝牙技术并不能满足要求。

ZigBee技术的目标就是针对，工业，家庭自动化，遥测遥控，例如灯光自动化控制，传感器的无线数据采集和监控，油田，电力，矿山和物流管理等应用领域。

ZigBee应用范围非常广泛，可以针对工业自动化、家庭自动化、遥测遥控、汽车自动化、农业自动化和医疗护理、油田、电力、矿山和物流管理等应用领域。

实际应用举例如下：照明控制、环境控制、自动读表系统、各类窗帘控制、烟雾传感器、医疗监控系统、大型空调系统、内置家居控制的机顶盒及万能遥控器、暖气控制、家 庭安防、工业和楼宇自动化。

zigbee路由器图片

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的突出优势。相比较，蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。

zigbee网络图片

Zigbee 是一种基于802.15.4 物理层协议、支持自组网、多点中继，可实现网状拓扑的复杂的组网协议，加上其低功耗的特点，使得网络间的设备必须各司其职，有效地协同工作。

zigbee组网过程图片

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称（又称紫蜂协议）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。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。

2、设备类型

zigbee的概念图片

一个ZigBee网络是一个用电池供电设备的多跳步(Multi-hop)网络.意思是说在一个ZigBee网络中两个设备之间需要交换数据也许必须依赖其它的中间设备以达到成功地实现交换。

由于这种合作性质,正常运行的话需要每一个设备:i)实现具体的网络功能;ii)配置某些参数的具体值。网络功能的设置是一个设备在网络中实现的具体角色，叫做设备类型。配置某些参数的具体值,连同那些值,叫做栈配置。

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