Zigbee基础知识

一、What is Zigbee?

Zigbee是一种基于标准的无线协议,旨在解决低成本、低功耗无线传感器和控制网络的独特需求。Zigbee还将最广泛的设备连接到易于使用的网络中,使您能够前所未有地控制您每天在家、工作甚至玩耍时使用的设备。更多信息请访问Zigbee联盟网站https://zigbee.org/。Zigbee设备通过Router的网状网络路由数据,与远程节点通信。Zigbee通常用于需要很长时间的低数据速率应用程序(例如不超过250kbps)

二、Zigbee Stacks
Zigbee Stack是指的运行在Zigbee芯片上的本地代码,包括MAC 层和PHY硬件控制层,以及用于网络安全的组件和应用程序框架。但是不包括应用层,如ZHA、ZSE等应用层的协议,换而言之,Zigbee Stack不包括设备的功能应用逻辑,开发者需要利用Zigbee Stack的应用程序框架层(AF)提供的API接口来创建自己的应用层(APL),并且包含网络和设备的功能。

Zigbee提供了不同版本的协议栈,如下:

  • Zigbee 2004 – 2004年发布,支持家庭控制灯的协议,目前已经不再使用

  • Zigbee 2006 – 2006年发布,支持一个协议栈叫Zigbee协议栈

  • Zigbee 2007 – 2007年Q4发布,包含Zigbee and Zigbee PRO两个规范集

Zigbee Pro规范增加了以下特性:

  1. 网络层组播
  2. 多对一和源路由
  3. 频率切换
  4. Pan ID冲突避免机制
  5. 网络分包和组包
  6. 标准和高安全等级

Zigbee协议栈架构如下:

Zigbee基础知识

三、Zigbee Profiles

以前

  • Home Automation (HA) – 用于典型的住宅和小型商业设施的装置协议规范
  • Smart Energy (SE) – 用于电表读数和与家用设备的交互协议规范
  • Commercial Building Automation (CBA) – 用于大型商业建筑和网络的设备协议规范
  • Telecom Application (TA) – 电信领域的无线应用协议规范
  • Health Care (HC) – 在家或医院环境中监测个人健康协议规范
  • Retail – 在零售环境中监视和传递信息协议规范
  • Zigbee Light Link – LED照明系统的无线控制协议规范
  • Light Occupancy (LO) – 居住相关的一些传感器、灯和控制器

现在(发布Zigbee 3.0标准协议之后)

  • Smart Energy (SE) – 用于电表读数和与家用设备的交互协议规范
  • Zigbee 3.0 (Z3)– 统一之前除SE以外的其他应用层协议

Zigbee集群库(ZCL)构成了Zigbee公共应用程序层的通用基础。这个库定义了共享的公共元素,比如数据类型,并允许在不同概要文件之间重用简单的设备,比如开关协议。

四、Application Profiles

应用程序概要文件是一种协议(一组规则),定义属于概要文件的设备应该如何工作。概要文件旨在确保属于概要文件的设备之间具有一定程度的互操作性,即使这些设备是由不同的制造商制造的。应用程序概要文件的一个例子是家庭自动化(HA)概要文件。设想一个由制造商a制造的电灯开关和一个由制造商b制造的电灯开关,如果它们都实现了HA配置文件,那么它们之间就保证有一定程度的互操作性(即开关可以使灯开关等)

应用程序概要文件通过定义设备和每个设备可以产生或消费的数据来实现它们的功能。设备由设备描述符定义。例如,在HA配置文件中有开关、调光器、占用传感器、光传感器等设备描述符。每个描述符都有一个对应的设备ID,用于标识网络上的设备。HA概要文件设备描述符的完整列表可以在这里找到。

应用层协议包括Zigbee定义的ZHA、ZCBA|、HC等,也包括厂商为了自己的产品设计的自定义的协议

    1.Clusters and Attributes

 

    2.Endpoints

 

    3.Summary

 

 

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