無線傳感器網(wǎng)絡(luò)-第6章-傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1、1第第6章章傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)6.1 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的意義技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的意義 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值就在于它的低成本和可以大量部無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值就在于它的低成本和可以大量部署。為了降低產(chǎn)品成本、擴(kuò)大市場(chǎng)和實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益，傳感器署。為了降低產(chǎn)品成本、擴(kuò)大市場(chǎng)和實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益，傳感器網(wǎng)絡(luò)的某些特征和共性技術(shù)必須實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，這樣來自不同網(wǎng)絡(luò)的某些特征和共性技術(shù)必須實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，這樣來自不同產(chǎn)商的產(chǎn)品才能協(xié)同工作。產(chǎn)商的產(chǎn)品才能協(xié)同工作。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化工作受到了許多國家及國際標(biāo)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化工作受到了許多國家及國際標(biāo)準(zhǔn)組織的普遍關(guān)注，已經(jīng)完成了一系列草案甚至標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的

2、準(zhǔn)組織的普遍關(guān)注，已經(jīng)完成了一系列草案甚至標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定。其中最出名的就是規(guī)范，它甚至已經(jīng)被一部分研究及制定。其中最出名的就是規(guī)范，它甚至已經(jīng)被一部分研究及產(chǎn)業(yè)界人士視為傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。定義了短距離無線通信產(chǎn)業(yè)界人士視為傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。定義了短距離無線通信的物理層及鏈路層規(guī)范，的物理層及鏈路層規(guī)范，ZigBeeZigBee則定義了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、傳輸和則定義了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、傳輸和應(yīng)用規(guī)范。應(yīng)用規(guī)范。 目前傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化工作的兩個(gè)公認(rèn)成果是目前傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化工作的兩個(gè)公認(rèn)成果是IEEE IEEE 14511451接口標(biāo)準(zhǔn)和低速率無線個(gè)域網(wǎng)協(xié)議。接口標(biāo)準(zhǔn)和低速率無線個(gè)域網(wǎng)協(xié)議。6.2 IEEE 14

3、51系列標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)1 1、IEEE 1451IEEE 1451標(biāo)準(zhǔn)的誕生標(biāo)準(zhǔn)的誕生 基于各種基于各種現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的分布式測(cè)量和控制系統(tǒng)得到了標(biāo)準(zhǔn)的分布式測(cè)量和控制系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，這些系統(tǒng)所采用的控制總線網(wǎng)絡(luò)多種多樣、千廣泛的應(yīng)用，這些系統(tǒng)所采用的控制總線網(wǎng)絡(luò)多種多樣、千差萬別，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、通訊接口、通訊協(xié)議等各不相同。差萬別，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、通訊接口、通訊協(xié)議等各不相同。 傳統(tǒng)的分布式測(cè)量控制系統(tǒng)結(jié)：傳統(tǒng)的分布式測(cè)量控制系統(tǒng)結(jié)： 由于這種系統(tǒng)的構(gòu)造和設(shè)計(jì)是基于各種網(wǎng)絡(luò)總線標(biāo)準(zhǔn)而定，由于這種系統(tǒng)的構(gòu)造和設(shè)計(jì)是基于各種網(wǎng)絡(luò)總線標(biāo)準(zhǔn)而定，如如I I2 2C C，HARTHART，SPIS

4、PI，LonWorksLonWorks及及CANCAN等，每種總線標(biāo)準(zhǔn)都有自等，每種總線標(biāo)準(zhǔn)都有自己規(guī)定的協(xié)議格式，相互不兼容，給系統(tǒng)的擴(kuò)展、維護(hù)等帶己規(guī)定的協(xié)議格式，相互不兼容，給系統(tǒng)的擴(kuò)展、維護(hù)等帶來不利的影響。來不利的影響。6.2 IEEE 1451系列標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn) 國際電子電氣工程師協(xié)會(huì)國際電子電氣工程師協(xié)會(huì)(IEEE)(IEEE)面對(duì)目前傳感器市場(chǎng)上面對(duì)目前傳感器市場(chǎng)上總線接口互不兼容總線接口互不兼容, , 互操作性差難以統(tǒng)一的難題互操作性差難以統(tǒng)一的難題, , 專門建立專門建立專家組制定專家組制定IEEE1451IEEE1451協(xié)議族協(xié)議族, , 以此來解決傳感器接口的標(biāo)準(zhǔn)以此來解

5、決傳感器接口的標(biāo)準(zhǔn)化問題?；瘑栴}。 IEEE1451IEEE1451協(xié)議族共分五個(gè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議族共分五個(gè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn), ,目前目前,IEEE1451,IEEE1451. .1 1、IEEE1451.2IEEE1451.2、IEEE1451.3IEEE1451.3、IEEE1451.4IEEE1451.4已被已被IEEEIEEE組織通過。組織通過。 這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)提供了將變送器這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)提供了將變送器( (傳感器和執(zhí)行器傳感器和執(zhí)行器) )連接到一個(gè)連接到一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng), ,尤其是到網(wǎng)絡(luò)的方式尤其是到網(wǎng)絡(luò)的方式, , 簡化了現(xiàn)場(chǎng)變送器到微處簡化了現(xiàn)場(chǎng)變送器到微處理器以及網(wǎng)絡(luò)的連接理器以及網(wǎng)絡(luò)的連接,

6、,提供一個(gè)適合各種網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接提供一個(gè)適合各種網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口口, ,有效的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)各種不同的智能變送器的網(wǎng)絡(luò)互連、即有效的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)各種不同的智能變送器的網(wǎng)絡(luò)互連、即插即用插即用, , 最終實(shí)現(xiàn)各個(gè)傳感器或執(zhí)行器廠家的產(chǎn)品相互兼容最終實(shí)現(xiàn)各個(gè)傳感器或執(zhí)行器廠家的產(chǎn)品相互兼容, , 降低了構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)的總成本。降低了構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化測(cè)控系統(tǒng)的總成本。6.2 IEEE 1451系列標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)6.2 IEEE 1451系列標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)nIEEE1451IEEE1451協(xié)議族定義了一個(gè)較為完整的通用模型協(xié)議族定義了一個(gè)較為完整的通用模型, , 在這個(gè)在這個(gè)模型中采用分層體系結(jié)構(gòu)。模型中采用分層

7、體系結(jié)構(gòu)。n智能傳感器接口模塊標(biāo)準(zhǔn)的功能框架智能傳感器接口模塊標(biāo)準(zhǔn)的功能框架: :6.2 IEEE 1451系列標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)n第一層模塊結(jié)構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)適配器第一層模塊結(jié)構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)適配器NCAP(Network Capable NCAP(Network Capable Application Processor), Application Processor), 用來運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和應(yīng)用軟件用來運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和應(yīng)用軟件n第二層模塊為智能變送器模塊第二層模塊為智能變送器模塊 STIM(Smart Transducer STIM(Smart Transducer Interface Module), Inte

8、rface Module), 其中包括變送器和電子數(shù)據(jù)表格其中包括變送器和電子數(shù)據(jù)表格TEDS(Transducer Electronic Data Sheet)TEDS(Transducer Electronic Data Sheet)。n這種劃分使得在基于各種現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式測(cè)量控制系統(tǒng)這種劃分使得在基于各種現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式測(cè)量控制系統(tǒng)中中, , 各種變送器的設(shè)計(jì)、制造無須考慮系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)各種變送器的設(shè)計(jì)、制造無須考慮系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu), , 從而智能化范圍的得以延伸從而智能化范圍的得以延伸, , 更加接近實(shí)際測(cè)量和控制點(diǎn)更加接近實(shí)際測(cè)量和控制點(diǎn)。其中。其中TEDSTEDS的設(shè)計(jì)是整個(gè)協(xié)議族

9、的精華所在的設(shè)計(jì)是整個(gè)協(xié)議族的精華所在, ,使傳感器模塊使傳感器模塊同時(shí)具有同時(shí)具有即插即用即插即用的兼容性。的兼容性。6.2 IEEE 1451系列標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)n電子數(shù)據(jù)表格電子數(shù)據(jù)表格(TEDS)(TEDS)存儲(chǔ)了變送器自身信息和制造商信息存儲(chǔ)了變送器自身信息和制造商信息 n有八個(gè)可尋址的單元，其中前兩項(xiàng)是必選且只讀的，其余有八個(gè)可尋址的單元，其中前兩項(xiàng)是必選且只讀的，其余是可選的：是可選的：nMetaTEDSMetaTEDS:STIM:STIM的整體描述符的整體描述符nChannelTEDSChannelTEDS: :包括包括STIMSTIM的量程、單位、啟動(dòng)時(shí)間等參數(shù)的量程、單位、啟動(dòng)

10、時(shí)間等參數(shù)n其余六項(xiàng)包括其余六項(xiàng)包括: :最后校準(zhǔn)日期、校準(zhǔn)周期和校準(zhǔn)參數(shù)，最后校準(zhǔn)日期、校準(zhǔn)周期和校準(zhǔn)參數(shù)，滿足特殊功能的要求，在將來工業(yè)應(yīng)用中的功能擴(kuò)展等滿足特殊功能的要求，在將來工業(yè)應(yīng)用中的功能擴(kuò)展等6.2 IEEE 1451系列標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)nIEEE 1451.2 IEEE 1451.2 標(biāo)準(zhǔn)稱為變送器與微處理器通信協(xié)議和變送標(biāo)準(zhǔn)稱為變送器與微處理器通信協(xié)議和變送器電子數(shù)據(jù)表格式。器電子數(shù)據(jù)表格式。nIEEE 1451.3 IEEE 1451.3 標(biāo)準(zhǔn)稱為分布式多點(diǎn)系統(tǒng)數(shù)字通信和變送器標(biāo)準(zhǔn)稱為分布式多點(diǎn)系統(tǒng)數(shù)字通信和變送器電子數(shù)據(jù)表格式。電子數(shù)據(jù)表格式。nIEEE 1451.4 IEE

11、E 1451.4 標(biāo)準(zhǔn)稱為混合模式通信協(xié)議和變送器電子數(shù)標(biāo)準(zhǔn)稱為混合模式通信協(xié)議和變送器電子數(shù)據(jù)表格式。這是一項(xiàng)實(shí)用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它使變送器電子數(shù)據(jù)表格式。這是一項(xiàng)實(shí)用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它使變送器電子數(shù)據(jù)表格與模擬測(cè)量相兼容。據(jù)表格與模擬測(cè)量相兼容。6.2 IEEE 1451系列標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)nIEEE 1451IEEE 1451系列標(biāo)準(zhǔn)的組成結(jié)構(gòu)如圖所示，這些標(biāo)準(zhǔn)可以在系列標(biāo)準(zhǔn)的組成結(jié)構(gòu)如圖所示，這些標(biāo)準(zhǔn)可以在一起應(yīng)用，構(gòu)成多種網(wǎng)絡(luò)類型的智能傳感器系統(tǒng)，也可以一起應(yīng)用，構(gòu)成多種網(wǎng)絡(luò)類型的智能傳感器系統(tǒng)，也可以單獨(dú)使用。單獨(dú)使用。6.2 IEEE 1451系列標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)nIEEEIEEE還在著手制定無

12、線連接各種傳感設(shè)備的接口標(biāo)準(zhǔn)。該還在著手制定無線連接各種傳感設(shè)備的接口標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)的名稱為標(biāo)準(zhǔn)的名稱為“IEEE P1451.5”IEEE P1451.5”，主要用于利用電腦等主，主要用于利用電腦等主機(jī)設(shè)備綜合管理建筑物內(nèi)各傳感設(shè)備獲得的數(shù)據(jù)。機(jī)設(shè)備綜合管理建筑物內(nèi)各傳感設(shè)備獲得的數(shù)據(jù)。n提議標(biāo)準(zhǔn)主要是為智能傳感器的連接提供無線解決方案，提議標(biāo)準(zhǔn)主要是為智能傳感器的連接提供無線解決方案，盡量減少有線傳輸介質(zhì)的使用。盡量減少有線傳輸介質(zhì)的使用。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)概述標(biāo)準(zhǔn)概述n工作組于工作組于19981998年成立，致力于無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（年成立，致力于無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPANWPAN）物理層和媒體訪

13、問子層的標(biāo)準(zhǔn)化工作。主要分為四個(gè)工物理層和媒體訪問子層的標(biāo)準(zhǔn)化工作。主要分為四個(gè)工作組，研究不同應(yīng)用需求下的標(biāo)準(zhǔn)：作組，研究不同應(yīng)用需求下的標(biāo)準(zhǔn)： l802.15.1 802.15.1 藍(lán)牙無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，中速、近距離，藍(lán)牙無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，中速、近距離，適用于手機(jī)、適用于手機(jī)、PDAPDA等。等。l 是的補(bǔ)充，研究與是的補(bǔ)充，研究與802.11 WLAN802.11 WLAN的共存問題。的共存問題。l 高傳輸速率無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，多媒體方面的應(yīng)用。高傳輸速率無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，多媒體方面的應(yīng)用。l 低速無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，低能耗，低速率和低成本，針低速無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，低能耗，低速率和

14、低成本，針對(duì)個(gè)人和家庭范圍內(nèi)不同設(shè)備間的低速傳輸。對(duì)個(gè)人和家庭范圍內(nèi)不同設(shè)備間的低速傳輸。nWLAN(WLAN(無線局域網(wǎng)絡(luò)無線局域網(wǎng)絡(luò)) )基于基于IEEEIEEE 系列標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)準(zhǔn)l，19971997年，原始標(biāo)準(zhǔn)年，原始標(biāo)準(zhǔn)(2Mb/s (2Mb/s 工作在工作在2.4GHz)2.4GHz)。l，19991999年，物理層補(bǔ)充年，物理層補(bǔ)充(54Mb/s(54Mb/s工作在工作在5GHz)5GHz)。l，19991999年，物理層補(bǔ)充年，物理層補(bǔ)充(11Mb/s(11Mb/s工作在工作在2.4GHz)2.4GHz)。l，符合的媒體接入控制層，符合的媒體接入控制層(MAC)(MAC)橋接。橋

15、接。l，根據(jù)各國無線電規(guī)定做的調(diào)整。，根據(jù)各國無線電規(guī)定做的調(diào)整。l，對(duì)服務(wù)等級(jí)，對(duì)服務(wù)等級(jí)(QoS)(QoS)的支持。的支持。l，基站的互連性，基站的互連性(Interoperability)(Interoperability)。l，物理層補(bǔ)充，物理層補(bǔ)充(54Mb/s(54Mb/s工作在工作在2.4GHz)2.4GHz)。l，無線覆蓋半徑的調(diào)整，室內(nèi)，無線覆蓋半徑的調(diào)整，室內(nèi)(indoor)(indoor)和室外和室外(outdoor)(outdoor)信信道道(5GHz(5GHz頻段頻段) )。l，安全和鑒權(quán)，安全和鑒權(quán)(Authentification)(Authentificatio

16、n)方面的補(bǔ)充。方面的補(bǔ)充。l，導(dǎo)入多重輸入輸出，導(dǎo)入多重輸入輸出(MIMO)(MIMO)和和40Mbit40Mbit通道寬度技術(shù)。通道寬度技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)n由于的網(wǎng)絡(luò)特征和傳感器網(wǎng)絡(luò)相似，因此科研機(jī)構(gòu)將它作由于的網(wǎng)絡(luò)特征和傳感器網(wǎng)絡(luò)相似，因此科研機(jī)構(gòu)將它作為傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信標(biāo)準(zhǔn)。為傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信標(biāo)準(zhǔn)。n標(biāo)準(zhǔn)定義的標(biāo)準(zhǔn)定義的LR-WPANLR-WPAN網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)：l在不同的載波頻率下實(shí)現(xiàn)在不同的載波頻率下實(shí)現(xiàn)20kbps20kbps、40kbps40kbps和和250kbps250kbps三三種不同的傳輸速率；種不同的傳輸速率；l支持星型和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)兩種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；支持星型和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)兩種網(wǎng)

17、絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；l有有1616位和位和6464位兩種地址格式，其中位兩種地址格式，其中6464位地址是全球惟位地址是全球惟一的擴(kuò)展地址；一的擴(kuò)展地址；l支持沖突避免的載波多路偵聽技術(shù)支持沖突避免的載波多路偵聽技術(shù)(CSMA-CA)(CSMA-CA)；l支持確認(rèn)機(jī)制，保證傳輸可靠性。支持確認(rèn)機(jī)制，保證傳輸可靠性。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)概述標(biāo)準(zhǔn)概述n標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定物理層任務(wù)：標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定物理層任務(wù)：l激活和休眠射頻收發(fā)器；激活和休眠射頻收發(fā)器；l信道能量檢測(cè)：測(cè)量目標(biāo)信道中接收信號(hào)的功率強(qiáng)調(diào)，信道能量檢測(cè)：測(cè)量目標(biāo)信道中接收信號(hào)的功率強(qiáng)調(diào)，檢測(cè)結(jié)果為有效信號(hào)和噪聲信號(hào)功率之和；檢測(cè)結(jié)果為有效信號(hào)和噪聲信號(hào)功率之和；l檢

18、測(cè)接收數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量指示檢測(cè)接收數(shù)據(jù)包的鏈路質(zhì)量指示(LQI)(LQI)，得出信噪比指，得出信噪比指標(biāo)；標(biāo)；l空閑信道評(píng)估；空閑信道評(píng)估；l收發(fā)數(shù)據(jù)。收發(fā)數(shù)據(jù)。n如何評(píng)估信道是否空閑？如何評(píng)估信道是否空閑？l方法方法1 1：判斷信號(hào)的信道能量，低于門限，則為空閑；：判斷信號(hào)的信道能量，低于門限，則為空閑；l方法方法2 2：判斷信號(hào)的特征：判斷信號(hào)的特征( (擴(kuò)頻信號(hào)特征和載波頻率擴(kuò)頻信號(hào)特征和載波頻率) )；l方法方法3 3：同時(shí)判斷信道能量和信號(hào)的特征。：同時(shí)判斷信道能量和信號(hào)的特征。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6.2.2 6.2.2 物理層標(biāo)準(zhǔn)物理層標(biāo)準(zhǔn)n標(biāo)準(zhǔn)定義的信道標(biāo)準(zhǔn)定義的信道n0-260-26共共

19、2727個(gè)；跨越個(gè)；跨越3 3個(gè)頻段，具體包括頻段的個(gè)頻段，具體包括頻段的1616個(gè)信道、個(gè)信道、915MHz915MHz頻段的頻段的1010個(gè)信道、個(gè)信道、868MHz868MHz頻段的頻段的1 1個(gè)信道。個(gè)信道。n信道的頻段中心定義信道的頻段中心定義 ( (其中其中k k表示信道編號(hào)表示信道編號(hào)) )： f fc c = 868.3MHz k = 0= 868.3MHz k = 0 f fc c = 906 + 2= 906 + 2(k(k1)MHz k = 11)MHz k = 1，2 2，1010 f fc c = 2405 + 5= 2405 + 5(k(k11)MHz k = 11

20、11)MHz k = 11，1212，2626標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6.2.2 6.2.2 物理層標(biāo)準(zhǔn)物理層標(biāo)準(zhǔn) 頻帶頻帶 使用范圍使用范圍 數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率 信道數(shù)信道數(shù)2.4 GHz ISM2.4 GHz ISM 全世界全世界 250 kbps 16250 kbps 16868 MHz868 MHz 歐洲歐洲 20 kbps 120 kbps 1915 MHz ISM915 MHz ISM 北美北美 40 kbps 1040 kbps 10標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6.2.2 6.2.2 物理層標(biāo)準(zhǔn)物理層標(biāo)準(zhǔn)nZ-Stack中對(duì)頻道的設(shè)置中對(duì)頻道的設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6.2.2 6.2.2 物理層標(biāo)準(zhǔn)物理層標(biāo)準(zhǔn)n物理層

21、服務(wù)規(guī)范物理層服務(wù)規(guī)范l物理層物理層(PHY)(PHY)通過射頻連接件和硬件提供通過射頻連接件和硬件提供MACMAC層和無線物層和無線物理信道之間的接口。物理層在概念上提供理信道之間的接口。物理層在概念上提供“物理層管理物理層管理實(shí)體實(shí)體(PLME)”(PLME)”，該實(shí)體提供了用于調(diào)用物理層管理功能，該實(shí)體提供了用于調(diào)用物理層管理功能的管理服務(wù)接口。的管理服務(wù)接口。l物理層提供兩種服務(wù)：物理層提供兩種服務(wù)：l通過物理層數(shù)據(jù)服務(wù)接入點(diǎn)提供物理層的數(shù)據(jù)服務(wù)；通過物理層數(shù)據(jù)服務(wù)接入點(diǎn)提供物理層的數(shù)據(jù)服務(wù)；l通過通過PLMEPLME的服務(wù)接入點(diǎn)提供物理層的管理服務(wù)。的服務(wù)接入點(diǎn)提供物理層的管理服務(wù)。

22、標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6.2.2 6.2.2 物理層標(biāo)準(zhǔn)物理層標(biāo)準(zhǔn)2 2、物理層幀結(jié)構(gòu)、物理層幀結(jié)構(gòu)n前導(dǎo)碼由前導(dǎo)碼由3232個(gè)個(gè)0 0組成，用于收發(fā)器之間進(jìn)行同步。組成，用于收發(fā)器之間進(jìn)行同步。n幀起始定界符（幀起始定界符（SFDSFD）域由）域由8 8位組成，表示同步結(jié)束，數(shù)據(jù)位組成，表示同步結(jié)束，數(shù)據(jù)包開始傳輸。包開始傳輸。SFDSFD與前導(dǎo)碼構(gòu)成同步頭。與前導(dǎo)碼構(gòu)成同步頭。n幀長度由幀長度由7 7位組成，表示物理服務(wù)數(shù)據(jù)單元（位組成，表示物理服務(wù)數(shù)據(jù)單元（PSDUPSDU）的字）的字節(jié)數(shù)。幀長度域和節(jié)數(shù)。幀長度域和1 1位的保留位構(gòu)成了物理頭。位的保留位構(gòu)成了物理頭。nPSDUPSDU域是變長的，

23、攜帶域是變長的，攜帶PHYPHY數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)，包含介質(zhì)訪問數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)，包含介質(zhì)訪問控制協(xié)議數(shù)據(jù)單元?？刂茀f(xié)議數(shù)據(jù)單元。PSDUPSDU域是物理層的載荷。域是物理層的載荷。4字節(jié)字節(jié)1字節(jié)字節(jié)1字節(jié)字節(jié)變變 長長前導(dǎo)碼前導(dǎo)碼SFD幀長度幀長度(7位位) 保留位保留位(1位位)PSDU同步頭同步頭物理幀頭物理幀頭PHY負(fù)載負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6.2.2 6.2.2 物理層標(biāo)準(zhǔn)物理層標(biāo)準(zhǔn)0 xA7 127字節(jié)承載MAC幀標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6.2.3 MAC6.2.3 MAC層標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)準(zhǔn)nMACMAC層需要處理接入到物理無線信道等事務(wù)，并負(fù)責(zé)下列層需要處理接入到物理無線信道等事務(wù)，并負(fù)責(zé)下列的任務(wù)：的任務(wù)：l能產(chǎn)

24、生網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)（如果設(shè)備是協(xié)調(diào)器）能產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)（如果設(shè)備是協(xié)調(diào)器）l與信標(biāo)保持同步與信標(biāo)保持同步l支持支持PANPAN（個(gè)人局域網(wǎng)）的連接和斷開連接（個(gè)人局域網(wǎng)）的連接和斷開連接l支持設(shè)備的安全性支持設(shè)備的安全性l信道接入采用信道接入采用CSMA-CACSMA-CA接入機(jī)制接入機(jī)制l處理和維護(hù)處理和維護(hù)GTS(GTS(保護(hù)時(shí)隙保護(hù)時(shí)隙) )機(jī)制機(jī)制l在對(duì)等的在對(duì)等的MACMAC實(shí)體之間提供一個(gè)可靠的通信鏈路（單跳）實(shí)體之間提供一個(gè)可靠的通信鏈路（單跳）nMACMAC層的幀結(jié)構(gòu)層的幀結(jié)構(gòu)lMACMAC層的通用幀結(jié)構(gòu)由幀頭、層的通用幀結(jié)構(gòu)由幀頭、MACMAC負(fù)載和幀尾構(gòu)成。幀頭的負(fù)載和幀尾構(gòu)成。幀頭

25、的域都以固定的順序出現(xiàn)域都以固定的順序出現(xiàn)l尋址域不一定要在所有幀都出現(xiàn)尋址域不一定要在所有幀都出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6.2.3 MAC6.2.3 MAC層標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)準(zhǔn)210/20/2/80/20/2/8變長變長2幀控制幀控制序列號(hào)序列號(hào)目標(biāo)目標(biāo)PAN標(biāo)識(shí)標(biāo)識(shí)目標(biāo)目標(biāo)地址地址源源PAN標(biāo)識(shí)標(biāo)識(shí)源地址源地址幀負(fù)載幀負(fù)載FCS地址域地址域MHRMAC負(fù)載負(fù)載MFR包含幀包含幀類型定類型定義、尋義、尋址域和址域和其它控其它控制標(biāo)志制標(biāo)志為每個(gè)為每個(gè)幀提供幀提供唯一的唯一的序列標(biāo)序列標(biāo)識(shí)識(shí)接收接收方的方的唯一唯一PAN地址地址接收接收方短方短地址地址或長或長地址地址發(fā)送發(fā)送方的方的唯一唯一PAN地址地址發(fā)送發(fā)送

26、方短方短地址地址或長或長地址地址長度可長度可變，因變，因不同幀不同幀類型其類型其內(nèi)容各內(nèi)容各不相同不相同CRC校驗(yàn)校驗(yàn)碼碼 MAC幀頭幀頭 地址域（地址域（020字節(jié)）字節(jié)）n幀控制域幀控制域指明了指明了MACMAC幀的類型、地址域的格式以及是否需要幀的類型、地址域的格式以及是否需要接收方確認(rèn)等控制信息。接收方確認(rèn)等控制信息。0-2幀幀類類型型3安全安全允許允許標(biāo)志標(biāo)志4未未處理處理數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)志標(biāo)志5請(qǐng)求請(qǐng)求確認(rèn)確認(rèn)6PAN內(nèi)部內(nèi)部標(biāo)記標(biāo)記7-9保保留留10-11目的目的地址地址模式模式12-13保保留留14-15源源地址地址模式模式000:信標(biāo)幀信標(biāo)幀001:數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀010:確認(rèn)幀確認(rèn)幀

27、011:命令幀命令幀1:加密加密0:不加密不加密1:除本除本幀外，幀外，還有后還有后續(xù)數(shù)據(jù)續(xù)數(shù)據(jù)0:無后無后續(xù)數(shù)據(jù)續(xù)數(shù)據(jù)1:需要需要 確認(rèn)確認(rèn)0:無需無需 確認(rèn)確認(rèn)1:該該MAC幀在本幀在本身所屬的身所屬的PAN內(nèi)內(nèi)傳輸，幀地址域傳輸，幀地址域中不包含源中不包含源PAN標(biāo)識(shí)符；標(biāo)識(shí)符；O:該幀是傳輸?shù)皆搸莻鬏數(shù)搅硪粋€(gè)另一個(gè)PAN，幀，幀中必須包含源節(jié)中必須包含源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)的PAN標(biāo)識(shí)符。標(biāo)識(shí)符。00:PAN標(biāo)識(shí)符和標(biāo)識(shí)符和 地址子域不存在地址子域不存在01:保留保留10:16位短地址位短地址11:64位物理地址位物理地址標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6.2.3 MAC6.2.3 MAC層標(biāo)準(zhǔn)層

28、標(biāo)準(zhǔn)n序列號(hào)域序列號(hào)域的長度為的長度為8 8位，它是幀的序列標(biāo)識(shí)，由設(shè)備自己的位，它是幀的序列標(biāo)識(shí)，由設(shè)備自己的幀序列號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生，采用循環(huán)計(jì)數(shù)方式，范圍幀序列號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生，采用循環(huán)計(jì)數(shù)方式，范圍0 0到到0 xFF0 xFF。接收方可以根據(jù)此序列號(hào)判斷接收的幀是否為新幀。接收方可以根據(jù)此序列號(hào)判斷接收的幀是否為新幀。n地址域地址域長度長度0 0到到2020字節(jié)，它有四個(gè)子域：字節(jié)，它有四個(gè)子域：n目的目的PANPAN標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符：長度：長度1616位，是接收該幀的設(shè)備所在位，是接收該幀的設(shè)備所在PANPAN的唯一標(biāo)識(shí)。當(dāng)標(biāo)識(shí)符為的唯一標(biāo)識(shí)。當(dāng)標(biāo)識(shí)符為0 xFFFF0 xFFFF時(shí)，表示該幀為

29、廣播幀時(shí)，表示該幀為廣播幀，在同一信道上的所有設(shè)備都可以接收該幀。，在同一信道上的所有設(shè)備都可以接收該幀。n目的地址目的地址：是接收幀設(shè)備的地址。根據(jù)幀地址控制子域：是接收幀設(shè)備的地址。根據(jù)幀地址控制子域不同的情況，目的地址可以為不同的情況，目的地址可以為1616位或位或6464位。位。n源源PANPAN標(biāo)識(shí)符標(biāo)識(shí)符：長度：長度1616位，是發(fā)送該幀的設(shè)備所在位，是發(fā)送該幀的設(shè)備所在PANPAN的的唯一標(biāo)識(shí)符。唯一標(biāo)識(shí)符。n源地址源地址：是幀發(fā)送設(shè)備的地址。根據(jù)幀地址控制子域不：是幀發(fā)送設(shè)備的地址。根據(jù)幀地址控制子域不同的情況，目的地址為同的情況，目的地址為1616位或位或6464位。位。標(biāo)準(zhǔn)

30、標(biāo)準(zhǔn) 6.2.3 MAC6.2.3 MAC層標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)準(zhǔn)n有效載荷域有效載荷域即幀傳送的數(shù)據(jù)，若幀的安全控制域值為即幀傳送的數(shù)據(jù)，若幀的安全控制域值為l l，則，則載荷采用載荷采用AES-128AES-128加密方式進(jìn)行處理。加密方式進(jìn)行處理。nAESAES內(nèi)部始終使用內(nèi)部始終使用1616字節(jié)的分組長度，加密時(shí)，如果明文字字節(jié)的分組長度，加密時(shí)，如果明文字節(jié)長度不是節(jié)長度不是1616的整數(shù)倍，要填充到大于該長度的最接近的的整數(shù)倍，要填充到大于該長度的最接近的1616的倍數(shù)，但是如果剛好等于的倍數(shù)，但是如果剛好等于1616的倍數(shù)，就額外在添加一的倍數(shù)，就額外在添加一個(gè)完整的分組，也就是添加個(gè)完整的

31、分組，也就是添加1616字節(jié)。字節(jié)。 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6.2.3 MAC6.2.3 MAC層標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)準(zhǔn)n幀校驗(yàn)子域幀校驗(yàn)子域包含一個(gè)包含一個(gè)1616位的位的CRCCRC校驗(yàn)碼。校驗(yàn)碼。unsigned short do_crc(unsigned char *message, unsigned int len) int i, j; unsigned short crc_reg = 0; unsigned short current; for (i = 0; i len; i+) current = messagei 8; for (j = 0; j 8; j+) if (short)(crc_reg

32、current) 0) crc_reg = (crc_reg 1) 0 x1021; else crc_reg = 1; current = 1; return crc_reg; 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6.2.3 MAC6.2.3 MAC層標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)準(zhǔn)CRC的生成多項(xiàng)式：的生成多項(xiàng)式：x16 + x12 + x5 + 11 0001 0000 0010 0001= 0 x1021 (忽略最高位忽略最高位) 16位位CRC計(jì)算方法計(jì)算方法 1預(yù)置預(yù)置1個(gè)個(gè)16位的寄存器為十六進(jìn)制位的寄存器為十六進(jìn)制FFFF（即（即全為全為1）；稱此寄存器為）；稱此寄存器為CRC寄存器；寄存器；2把第一個(gè)把第一個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)

33、（既通訊信息幀的位二進(jìn)制數(shù)據(jù)（既通訊信息幀的第一個(gè)字節(jié)）與第一個(gè)字節(jié)）與16位的位的CRC寄存器的低寄存器的低8位位相異或，把結(jié)果放于相異或，把結(jié)果放于CRC寄存器；寄存器；3把把CRC寄存器的內(nèi)容邏輯右移一位，并檢查寄存器的內(nèi)容邏輯右移一位，并檢查右移后的移出位；右移后的移出位；4如果移出位為如果移出位為0：重復(fù)第：重復(fù)第3步（再次右移一步（再次右移一位）；如果移出位為位）；如果移出位為1：CRC寄存器與多項(xiàng)寄存器與多項(xiàng)式式1021(0001 0000 0010 0001)進(jìn)行異進(jìn)行異或或;5重復(fù)步驟重復(fù)步驟3和和4，直到右移，直到右移8次，這樣整個(gè)次，這樣整個(gè)8位數(shù)據(jù)全部進(jìn)行了處理；位數(shù)據(jù)

34、全部進(jìn)行了處理；6重復(fù)步驟重復(fù)步驟2到步驟到步驟5，進(jìn)行通訊信息幀下一，進(jìn)行通訊信息幀下一個(gè)字節(jié)的處理；個(gè)字節(jié)的處理；7將該通訊信息幀所有字節(jié)按上述步驟計(jì)算完將該通訊信息幀所有字節(jié)按上述步驟計(jì)算完成后，得到的成后，得到的16位位CRC。 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6.2.3 MAC6.2.3 MAC層標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)準(zhǔn)MACMAC層定義了四種幀結(jié)構(gòu)，其長度不超過層定義了四種幀結(jié)構(gòu)，其長度不超過127127字節(jié)：字節(jié)：l信標(biāo)幀信標(biāo)幀l在信標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中，協(xié)調(diào)器通過向網(wǎng)絡(luò)中的所有從設(shè)備發(fā)送信在信標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中，協(xié)調(diào)器通過向網(wǎng)絡(luò)中的所有從設(shè)備發(fā)送信標(biāo)幀，以保證這些設(shè)備能夠同協(xié)調(diào)器進(jìn)行同步（同步工作標(biāo)幀，以保證這些設(shè)備能夠同協(xié)調(diào)器進(jìn)行同

35、步（同步工作和同步休眠），以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)功耗最低。和同步休眠），以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)功耗最低。l非信標(biāo)模式只允許終端設(shè)備進(jìn)行周期性休眠，協(xié)調(diào)器和所非信標(biāo)模式只允許終端設(shè)備進(jìn)行周期性休眠，協(xié)調(diào)器和所有路由器必須長期處于工作狀態(tài)。有路由器必須長期處于工作狀態(tài)。2幀控制幀控制1序列號(hào)序列號(hào)4/10尋址域?qū)ぶ酚?超幀規(guī)范超幀規(guī)范變長變長GTS域域變長變長地址域地址域變長變長信標(biāo)超載信標(biāo)超載2校驗(yàn)碼校驗(yàn)碼MHRMAC負(fù)載負(fù)載MFRnIEEE 802.15.4 MAC協(xié)議規(guī)定，對(duì)于信標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，在超幀的協(xié)議規(guī)定，對(duì)于信標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，在超幀的第一個(gè)時(shí)隙，發(fā)送一個(gè)信標(biāo)幀，如果不需要同步，則不發(fā)第一個(gè)時(shí)隙，發(fā)送一個(gè)信標(biāo)幀，如果不需要同

36、步，則不發(fā)送信標(biāo)幀。送信標(biāo)幀。n在超幀結(jié)構(gòu)中，活動(dòng)時(shí)間固定不變，在超幀結(jié)構(gòu)中，活動(dòng)時(shí)間固定不變，CAP和和CFP可變?？勺?。n時(shí)隙長度、時(shí)隙長度、CAP時(shí)段中時(shí)隙個(gè)數(shù)等參數(shù)均由協(xié)調(diào)器設(shè)定，時(shí)段中時(shí)隙個(gè)數(shù)等參數(shù)均由協(xié)調(diào)器設(shè)定，并在信標(biāo)幀中廣播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。并在信標(biāo)幀中廣播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。n在非信標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中不使用在非信標(biāo)網(wǎng)絡(luò)中不使用超幀超幀結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)采用采用CSMA/CA算算法法競爭訪問信道競爭訪問信道 ，每個(gè)競爭時(shí)隙為，每個(gè)競爭時(shí)隙為20個(gè)符號(hào)長度。個(gè)符號(hào)長度。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6.2.3 MAC6.2.3 MAC層標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)準(zhǔn)GTS0123456789 10 11 12 13 14 15 GTSCFPC

37、AP活動(dòng)時(shí)間活動(dòng)時(shí)間非活動(dòng)時(shí)間非活動(dòng)時(shí)間信標(biāo)信標(biāo)競爭訪問時(shí)間競爭訪問時(shí)間，使用帶時(shí)隙的使用帶時(shí)隙的CSMA/CA算法算法競爭信道競爭信道非競爭訪問時(shí)間非競爭訪問時(shí)間(可可選選) 使用時(shí)隙保護(hù)使用時(shí)隙保護(hù)機(jī)制機(jī)制(GTS)，留給，留給特定設(shè)備使用特定設(shè)備使用每個(gè)符號(hào)長度為每個(gè)符號(hào)長度為4bit時(shí)間時(shí)間l數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀l數(shù)據(jù)幀由應(yīng)用層發(fā)起，在數(shù)據(jù)幀由應(yīng)用層發(fā)起，在ZigBee設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)由應(yīng)用層生成，經(jīng)過逐層數(shù)據(jù)處理后發(fā)送，要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)由應(yīng)用層生成，經(jīng)過逐層數(shù)據(jù)處理后發(fā)送給給MAC層，形成層，形成MAC層服務(wù)數(shù)據(jù)單元層服務(wù)數(shù)據(jù)單元(MSDU)。通過添加。

38、通過添加MAC層幀頭信息和幀尾，便形成了完整的層幀頭信息和幀尾，便形成了完整的MAC數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀MPDU。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6.2.3 MAC6.2.3 MAC層標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)準(zhǔn)2幀控制幀控制1序列號(hào)序列號(hào)4/10尋址域?qū)ぶ酚蜃冮L變長數(shù)據(jù)負(fù)載數(shù)據(jù)負(fù)載2校驗(yàn)碼校驗(yàn)碼MHRMAC負(fù)載負(fù)載MFRn確認(rèn)幀確認(rèn)幀n如果設(shè)備收到目的地址為自身地址的數(shù)據(jù)幀或命令幀，并如果設(shè)備收到目的地址為自身地址的數(shù)據(jù)幀或命令幀，并且?guī)拇_認(rèn)請(qǐng)求位為且?guī)拇_認(rèn)請(qǐng)求位為1，設(shè)備需要回復(fù)一個(gè)確認(rèn)幀。，設(shè)備需要回復(fù)一個(gè)確認(rèn)幀。n確認(rèn)幀緊接著被確認(rèn)的幀發(fā)送，不需要使用確認(rèn)幀緊接著被確認(rèn)的幀發(fā)送，不需要使用CSMA/CA機(jī)機(jī)制競爭信道。制競爭信道

39、。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6.2.3 MAC6.2.3 MAC層標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)準(zhǔn)2幀控制幀控制1序列號(hào)序列號(hào)2校驗(yàn)碼校驗(yàn)碼MHRMFRn命令幀命令幀nMAC命令幀由命令幀由MAC子層發(fā)起。在子層發(fā)起。在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，為了對(duì)網(wǎng)絡(luò)中，為了對(duì)設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行控制，同網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備進(jìn)行通信設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行控制，同網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備進(jìn)行通信，MAC層將根據(jù)命令類型生成相應(yīng)的命令幀。層將根據(jù)命令類型生成相應(yīng)的命令幀。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 6.2.3 MAC6.2.3 MAC層標(biāo)準(zhǔn)層標(biāo)準(zhǔn)2幀控制幀控制1序列號(hào)序列號(hào)4/10尋址域?qū)ぶ酚?命令幀標(biāo)識(shí)命令幀標(biāo)識(shí)變長變長命令負(fù)載命令負(fù)載2校驗(yàn)碼校驗(yàn)碼MHRMAC負(fù)載負(fù)載MFRn標(biāo)準(zhǔn)包括

40、標(biāo)準(zhǔn)包括n物理層物理層nMAC層層n學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求n理解物理層的信道分配方案及任務(wù)，掌握物理理解物理層的信道分配方案及任務(wù)，掌握物理層的幀結(jié)構(gòu)，各字段的作用。層的幀結(jié)構(gòu)，各字段的作用。n理解理解MAC層的任務(wù)，掌握層的任務(wù)，掌握MAC層四種類型的幀層四種類型的幀結(jié)構(gòu)及作用。結(jié)構(gòu)及作用。標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 小結(jié)小結(jié)解決信道評(píng)估和數(shù)據(jù)收發(fā)問題解決信道評(píng)估和數(shù)據(jù)收發(fā)問題解決網(wǎng)絡(luò)接入問題解決網(wǎng)絡(luò)接入問題1、ZigBee的由來的由來nZigBee技術(shù)是一種面向自動(dòng)化和無線控制的低速率、低功技術(shù)是一種面向自動(dòng)化和無線控制的低速率、低功耗、低價(jià)格的無線網(wǎng)絡(luò)方案。耗、低價(jià)格的無線網(wǎng)絡(luò)方案。n在在ZigBee方案被提出

41、一段時(shí)間后，工作組也開始了一種低方案被提出一段時(shí)間后，工作組也開始了一種低速率無線通信標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。最終速率無線通信標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。最終Zigbee聯(lián)盟和工作組聯(lián)盟和工作組決定合作共同制定一種通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，該協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)被命名決定合作共同制定一種通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，該協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)被命名為為“ZigBee”。6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.1 ZigBee6.3.1 ZigBee概述概述nZigBee的通信速率要求低于藍(lán)牙，由電池供電設(shè)備提供無的通信速率要求低于藍(lán)牙，由電池供電設(shè)備提供無線通信功能，并希望在不更換電池并且不充電的情況下正線通信功能，并希望在不更換電池并且不充電的情況下正常工作幾

42、個(gè)月甚至幾年。常工作幾個(gè)月甚至幾年。nZigBee無線設(shè)備工作在公共頻段上無線設(shè)備工作在公共頻段上(全球、美國全球、美國915MHz、歐洲歐洲868MHz)，傳輸距離為，傳輸距離為1075m，具體數(shù)值取決于射，具體數(shù)值取決于射頻環(huán)境和特定應(yīng)用條件下的輸出功耗。頻環(huán)境和特定應(yīng)用條件下的輸出功耗。nZigBee的通信速率在時(shí)為的通信速率在時(shí)為250kbps，在，在915MHz時(shí)為時(shí)為40kbps，在，在868MHz時(shí)為時(shí)為20kbps。6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.1 ZigBee6.3.1 ZigBee概述概述2、ZigBee協(xié)議框架協(xié)議框架nZigBee協(xié)議棧自上而下由應(yīng)用層（

43、包括應(yīng)用子層、應(yīng)用架協(xié)議棧自上而下由應(yīng)用層（包括應(yīng)用子層、應(yīng)用架構(gòu)和構(gòu)和ZigBee設(shè)備對(duì)象）、網(wǎng)絡(luò)層、設(shè)備對(duì)象）、網(wǎng)絡(luò)層、MAC層和物理層組成。層和物理層組成。6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.1 ZigBee6.3.1 ZigBee概述概述應(yīng)用應(yīng)用對(duì)象對(duì)象1應(yīng)用應(yīng)用對(duì)象對(duì)象240應(yīng)用架構(gòu)應(yīng)用架構(gòu)AF應(yīng)用子層應(yīng)用子層APS網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層WNKMAC層層物理層物理層PHYZigBee設(shè)備設(shè)備對(duì)象對(duì)象ZDO應(yīng)用層應(yīng)用層IEEE802.15.4ZigBee聯(lián)盟聯(lián)盟n特殊應(yīng)用對(duì)象特殊應(yīng)用對(duì)象n應(yīng)用對(duì)象應(yīng)用對(duì)象0：用于整個(gè)：用于整個(gè)ZigBee設(shè)備的配置和管設(shè)備的配置和管理，附屬于對(duì)象理，附

44、屬于對(duì)象0的對(duì)象稱為的對(duì)象稱為ZigBee設(shè)備對(duì)象設(shè)備對(duì)象(ZDO)。n應(yīng)用對(duì)象應(yīng)用對(duì)象255：用于對(duì)所有對(duì)象的廣播：用于對(duì)所有對(duì)象的廣播n應(yīng)用對(duì)象應(yīng)用對(duì)象241254：保留：保留6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.1 ZigBee6.3.1 ZigBee概述概述nZigBee協(xié)議主要界定了網(wǎng)絡(luò)、安全和應(yīng)用框架層。協(xié)議主要界定了網(wǎng)絡(luò)、安全和應(yīng)用框架層。n支持三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：支持三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：n星型星型(Star)結(jié)構(gòu)，可提供很長時(shí)間的電池使用壽命。結(jié)構(gòu)，可提供很長時(shí)間的電池使用壽命。n網(wǎng)狀網(wǎng)狀(Mesh)結(jié)構(gòu)，有多條傳輸路徑，具有較高的可靠性。結(jié)構(gòu)，有多條傳輸路徑，具有較高的可靠性。n

45、簇樹型簇樹型(Cluster Tree)結(jié)構(gòu)，結(jié)合了星型和網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)，既結(jié)構(gòu)，結(jié)合了星型和網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)，既有較高的可靠性，又節(jié)省電池能量。有較高的可靠性，又節(jié)省電池能量。6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.1 ZigBee6.3.1 ZigBee概述概述星型星型網(wǎng)狀型網(wǎng)狀型簇狀型簇狀型協(xié)調(diào)器協(xié)調(diào)器路由器路由器終端設(shè)備終端設(shè)備n按節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧垂?jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中擔(dān)當(dāng)?shù)慕巧玭協(xié)調(diào)器協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)發(fā)起并維護(hù)一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)負(fù)責(zé)發(fā)起并維護(hù)一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，識(shí)別網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)。備加入網(wǎng)絡(luò)。n路由器路由器支撐網(wǎng)絡(luò)鏈路結(jié)構(gòu)，完成數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。支撐網(wǎng)絡(luò)鏈路結(jié)構(gòu)，完成數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。n終端設(shè)

46、備終端設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)的感知者和執(zhí)行者，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和可是網(wǎng)絡(luò)的感知者和執(zhí)行者，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和可執(zhí)行的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)作。執(zhí)行的網(wǎng)絡(luò)動(dòng)作。6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.1 ZigBee6.3.1 ZigBee概述概述n按節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜程度按節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜程度n全功能設(shè)備（全功能設(shè)備（FFDFFD）是一種功能完備的設(shè)備，可完成是一種功能完備的設(shè)備，可完成路由任務(wù)，充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。它可與其它的功能完備路由任務(wù)，充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。它可與其它的功能完備型設(shè)備或功能簡化型設(shè)備連接通信，一般接有線電源。型設(shè)備或功能簡化型設(shè)備連接通信，一般接有線電源。n簡化功能設(shè)備（簡化功能設(shè)備（RFDRFD）是網(wǎng)絡(luò)中簡單的發(fā)送接收

47、節(jié)點(diǎn)，是網(wǎng)絡(luò)中簡單的發(fā)送接收節(jié)點(diǎn)，它一般由電池供電，只與功能完備型設(shè)備連接通信。它一般由電池供電，只與功能完備型設(shè)備連接通信。6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.1 ZigBee6.3.1 ZigBee概述概述n星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)l由一個(gè)協(xié)調(diào)器和多個(gè)從設(shè)備組成，主協(xié)調(diào)器必須為一個(gè)由一個(gè)協(xié)調(diào)器和多個(gè)從設(shè)備組成，主協(xié)調(diào)器必須為一個(gè)FFD，從設(shè)備既可為，從設(shè)備既可為FFD也可為也可為RFD。l在任何一個(gè)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)上，所有設(shè)備都有唯一的在任何一個(gè)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)上，所有設(shè)備都有唯一的64位長地址位長地址（IEEE地址）和一個(gè)地址）和一個(gè)16位的短地址。位的短地址。l短地址是一個(gè)相對(duì)地址，長地址是

48、一個(gè)絕對(duì)地址。短地址是一個(gè)相對(duì)地址，長地址是一個(gè)絕對(duì)地址。l在在ZigBee技術(shù)應(yīng)用中，技術(shù)應(yīng)用中，PAN主協(xié)調(diào)器是主要的耗能設(shè)備，主協(xié)調(diào)器是主要的耗能設(shè)備，其他從設(shè)備均采用電池供電。其他從設(shè)備均采用電池供電。lZigBee技術(shù)的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常在家庭自動(dòng)化、技術(shù)的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常在家庭自動(dòng)化、PC外圍外圍設(shè)備、玩具、游戲以及個(gè)人健康檢查等方面得到應(yīng)用。設(shè)備、玩具、游戲以及個(gè)人健康檢查等方面得到應(yīng)用。6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.1 ZigBee6.3.1 ZigBee概述概述n網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)n同樣也存一個(gè)協(xié)調(diào)器作為主設(shè)備，但不同于星型網(wǎng)絡(luò)，在同樣也存一個(gè)協(xié)調(diào)器作為主

49、設(shè)備，但不同于星型網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的任何一個(gè)設(shè)備，只要是在它的通信范圍內(nèi)，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的任何一個(gè)設(shè)備，只要是在它的通信范圍內(nèi)，就可以和其它設(shè)備通信。就可以和其它設(shè)備通信。n網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)能夠構(gòu)成較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)能夠構(gòu)成較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。n一個(gè)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議可以是基于一個(gè)對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議可以是基于Ad hoc技術(shù)的，也可技術(shù)的，也可以是自組織式的和自恢復(fù)的，并且，在網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)設(shè)備之以是自組織式的和自恢復(fù)的，并且，在網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)設(shè)備之間發(fā)送消息時(shí)，可通過多個(gè)中間設(shè)備中繼的方式進(jìn)行傳輸間發(fā)送消息時(shí)，可通過多個(gè)中間設(shè)備中繼的方式進(jìn)行傳輸，即通常稱為多跳的傳輸方式，以增大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。，即

50、通常稱為多跳的傳輸方式，以增大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.1 ZigBee6.3.1 ZigBee概述概述n樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)n由一個(gè)協(xié)調(diào)器，多個(gè)路由器和多個(gè)終端設(shè)備組成，由一個(gè)協(xié)調(diào)器，多個(gè)路由器和多個(gè)終端設(shè)備組成，n在建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，主協(xié)調(diào)器將其自身設(shè)置成簇標(biāo)識(shí)符為在建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，主協(xié)調(diào)器將其自身設(shè)置成簇標(biāo)識(shí)符為0的簇頭，選擇一個(gè)沒有使用的的簇頭，選擇一個(gè)沒有使用的PAN標(biāo)識(shí)符，并向鄰近設(shè)備標(biāo)識(shí)符，并向鄰近設(shè)備以廣播的形式發(fā)送信標(biāo)幀，從而形成第一簇網(wǎng)絡(luò)。以廣播的形式發(fā)送信標(biāo)幀，從而形成第一簇網(wǎng)絡(luò)。n收到信標(biāo)幀的設(shè)備在簇頭中請(qǐng)求加入該網(wǎng)絡(luò)，如果協(xié)調(diào)器收

51、到信標(biāo)幀的設(shè)備在簇頭中請(qǐng)求加入該網(wǎng)絡(luò)，如果協(xié)調(diào)器允許加入，那么主協(xié)調(diào)器會(huì)將該設(shè)備作為其子節(jié)點(diǎn)加到它允許加入，那么主協(xié)調(diào)器會(huì)將該設(shè)備作為其子節(jié)點(diǎn)加到它的的鄰近表鄰近表中，同時(shí)，請(qǐng)求加入的設(shè)備將主協(xié)調(diào)器作為它的中，同時(shí)，請(qǐng)求加入的設(shè)備將主協(xié)調(diào)器作為它的父節(jié)點(diǎn)加到鄰近列表中，成為該網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)從設(shè)備；同父節(jié)點(diǎn)加到鄰近列表中，成為該網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)從設(shè)備；同樣，其他的所有候選設(shè)備都按照同樣的方式，請(qǐng)求加入到樣，其他的所有候選設(shè)備都按照同樣的方式，請(qǐng)求加入到該網(wǎng)絡(luò)中，作為網(wǎng)絡(luò)的從設(shè)備。該網(wǎng)絡(luò)中，作為網(wǎng)絡(luò)的從設(shè)備。n樹狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可以增加網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，缺點(diǎn)樹狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可以增加網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍

52、，缺點(diǎn)是會(huì)增加傳輸信息的延遲時(shí)間。是會(huì)增加傳輸信息的延遲時(shí)間。6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.1 ZigBee6.3.1 ZigBee概述概述3、ZigBee的技術(shù)特點(diǎn)的技術(shù)特點(diǎn)(1)數(shù)據(jù)傳輸速率低數(shù)據(jù)傳輸速率低: (20250kbps)，專注于低速應(yīng)用。，專注于低速應(yīng)用。(2)有效范圍小：有效范圍?。河行Ц采w范圍有效覆蓋范圍1075m之間。之間。(3)工作頻段靈活：工作頻段靈活：使用的頻段分別為使用的頻段分別為2.4GHz (全球全球) 、868MHz(歐洲歐洲)及及915MHz(北美北美)，均為，均為ISM頻段。頻段。(4)省電：省電：由于工作周期很短，收發(fā)信息功耗較低，以及

53、采由于工作周期很短，收發(fā)信息功耗較低，以及采用了休眠模式，用了休眠模式，ZigBee可確保兩節(jié)五號(hào)電池支持長達(dá)可確保兩節(jié)五號(hào)電池支持長達(dá)6個(gè)月至個(gè)月至2年左右的使用時(shí)間。年左右的使用時(shí)間。6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.1 ZigBee6.3.1 ZigBee概述概述(5) 可靠：可靠：采用碰撞避免機(jī)制，避免發(fā)送時(shí)的競爭和沖突。采用碰撞避免機(jī)制，避免發(fā)送時(shí)的競爭和沖突。(6) 成本低：成本低：由于數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，降低了成本，由于數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，降低了成本，另外使用另外使用ZigBee協(xié)議可免專利費(fèi)。協(xié)議可免專利費(fèi)。(7) 時(shí)延短：時(shí)延短：設(shè)備搜索時(shí)延的典型值為

54、設(shè)備搜索時(shí)延的典型值為30ms，休眠激活時(shí)延，休眠激活時(shí)延的典型值是的典型值是15ms，活動(dòng)設(shè)備信道接入時(shí)延為，活動(dòng)設(shè)備信道接入時(shí)延為15ms。(8) 網(wǎng)絡(luò)容量大：網(wǎng)絡(luò)容量大：一個(gè)一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)可容納多達(dá)網(wǎng)絡(luò)可容納多達(dá)254個(gè)從設(shè)備和個(gè)從設(shè)備和一個(gè)主設(shè)備，一個(gè)區(qū)域內(nèi)可同時(shí)布置多達(dá)一個(gè)主設(shè)備，一個(gè)區(qū)域內(nèi)可同時(shí)布置多達(dá)100個(gè)個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)。(9) 安全：安全：ZigBee提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和認(rèn)證功能，加密提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和認(rèn)證功能，加密算法采用算法采用AES-128，應(yīng)用層安全屬性可根據(jù)需求配置。，應(yīng)用層安全屬性可根據(jù)需求配置。6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.

55、1 ZigBee6.3.1 ZigBee概述概述1、ZigBee網(wǎng)絡(luò)層（網(wǎng)絡(luò)層（NWK）功能）功能n節(jié)點(diǎn)加入、離開網(wǎng)絡(luò)的管理；節(jié)點(diǎn)加入、離開網(wǎng)絡(luò)的管理；n幀的安全機(jī)制管理幀的安全機(jī)制管理n根據(jù)路由發(fā)送幀到目的節(jié)點(diǎn)根據(jù)路由發(fā)送幀到目的節(jié)點(diǎn)n發(fā)現(xiàn)和維護(hù)路由發(fā)現(xiàn)和維護(hù)路由n發(fā)現(xiàn)鄰居節(jié)點(diǎn)和維護(hù)鄰居節(jié)點(diǎn)信息發(fā)現(xiàn)鄰居節(jié)點(diǎn)和維護(hù)鄰居節(jié)點(diǎn)信息ZigBee執(zhí)行基于用于執(zhí)行基于用于AODV專用網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議。專用網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議。6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.2 6.3.2 網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范2 2、網(wǎng)絡(luò)層向應(yīng)用層提供的服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)層向應(yīng)用層提供的服務(wù)l網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實(shí)體網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實(shí)體(NLDE)(NL

56、DE)提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)l網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體(NLME)(NLME)提供網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.2 6.3.2 網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范l網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實(shí)體網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實(shí)體 提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)l符合按照應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元符合按照應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元(APDU)(APDU)的格式的格式l在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的單個(gè)或多個(gè)設(shè)備之間傳送在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的單個(gè)或多個(gè)設(shè)備之間傳送 l傳送目標(biāo)可以是終端設(shè)備，也可以是中間設(shè)備傳送目標(biāo)可以是終端設(shè)備，也可以是中間設(shè)備l應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元(Application Protocol Da

57、ta Unit ，APDU)6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.2 6.3.2 網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范APDU頭頭地址信息地址信息APDU有效負(fù)載有效負(fù)載4字節(jié)字節(jié)16字節(jié)字節(jié)可變長度可變長度命令信息命令信息數(shù)據(jù)源和目標(biāo)數(shù)據(jù)源和目標(biāo)的的IEEE地址地址有效數(shù)據(jù)，如有效數(shù)據(jù)，如測(cè)量值等。測(cè)量值等。l網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體 提供網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)提供網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)l配置一個(gè)新的設(shè)備配置一個(gè)新的設(shè)備: : 對(duì)設(shè)備初始化對(duì)設(shè)備初始化l加入或離開網(wǎng)絡(luò)加入或離開網(wǎng)絡(luò) l尋址尋址: : 協(xié)調(diào)器和路由器為新入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分配地址協(xié)調(diào)器和路由器為新入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備分配地址l鄰居發(fā)現(xiàn)鄰居發(fā)現(xiàn): : 發(fā)現(xiàn)、記錄和匯報(bào)一

58、跳鄰居設(shè)備的信息發(fā)現(xiàn)、記錄和匯報(bào)一跳鄰居設(shè)備的信息l接收控制接收控制: : 控制接收機(jī)的接收狀態(tài)控制接收機(jī)的接收狀態(tài)6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.2 6.3.2 網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范3 3、ZigBeeZigBee網(wǎng)絡(luò)層的幀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層的幀結(jié)構(gòu)l幀控制域：幀控制域： 包括幀種類、尋址等控制標(biāo)志位包括幀種類、尋址等控制標(biāo)志位l目標(biāo)地址域：目標(biāo)地址域：存放目標(biāo)設(shè)備的短地址或廣播地址存放目標(biāo)設(shè)備的短地址或廣播地址(0 xffff)(0 xffff)l源地址域：源地址域： 存放發(fā)送設(shè)備自己的短地址存放發(fā)送設(shè)備自己的短地址l半徑域：半徑域： 傳輸半徑（傳輸半徑（跳數(shù)跳數(shù)）l序列號(hào)域：序列號(hào)

59、域： 每次發(fā)送幀時(shí)加每次發(fā)送幀時(shí)加1 1l幀負(fù)載域：幀負(fù)載域： 長度可變長度可變6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.2 6.3.2 網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范2字節(jié)字節(jié)幀控制幀控制2目標(biāo)地址目標(biāo)地址2源地址源地址1半徑半徑1序列號(hào)序列號(hào)變長變長幀負(fù)載幀負(fù)載路由域路由域幀頭幀頭6.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn) 6.3.2 6.3.2 網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范4 4、協(xié)調(diào)器組網(wǎng)過程、協(xié)調(diào)器組網(wǎng)過程掃描信道掃描信道指定指定PANID？是是否否是是否否有沖突？有沖突？返回錯(cuò)誤信息返回錯(cuò)誤信息選擇合適的選擇合適的PANID返回成功信息返回成功信息現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中有現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中有幾個(gè)節(jié)點(diǎn)？幾個(gè)節(jié)點(diǎn)？如何指定如

60、何指定 PANID？指定：指定：0 0 x3FFF未指定：未指定：0 xFFFF僅協(xié)調(diào)器僅協(xié)調(diào)器1個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn)短地址設(shè)為短地址設(shè)為05、設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)子設(shè)備子設(shè)備父設(shè)備父設(shè)備子設(shè)備發(fā)送信標(biāo)請(qǐng)求命令幀子設(shè)備發(fā)送信標(biāo)請(qǐng)求命令幀父設(shè)備發(fā)送信標(biāo)幀父設(shè)備發(fā)送信標(biāo)幀子設(shè)備發(fā)送連接請(qǐng)求命令幀子設(shè)備發(fā)送連接請(qǐng)求命令幀父設(shè)備發(fā)送父設(shè)備發(fā)送ACK應(yīng)答幀，若允許入網(wǎng)，則未應(yīng)答幀，若允許入網(wǎng)，則未處理數(shù)據(jù)位置處理數(shù)據(jù)位置1，否則置，否則置0.若若ACK幀中未處理數(shù)據(jù)位為幀中未處理數(shù)據(jù)位為1，則，則子設(shè)備發(fā)送上位數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令幀子設(shè)備發(fā)送上位數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令幀父設(shè)備發(fā)送該設(shè)備所對(duì)應(yīng)的父設(shè)備發(fā)送該設(shè)備所對(duì)應(yīng)的連接響