Zigbee知识分享
1.zigbee概念
特点：近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本
近距离：“近”是相对而言的，与蓝牙相比，ZigBee属于远距离低速率。（见图1）
低功耗：在低功耗待机模式下，两节普通5号电池可使用6-24个月；
低数据速率：基于ZigBee的无线网络所使用的工作频段为868MHz、915MHz和2.4GHz，最大数据传输速率为250kbps；
低成本：ZigBee数据传输率低，协议简单，大大降低了成本；
各种无线数据传输协议对比，如图所示：
图1：各种无线数据传输协议对比图
解释：
蓝牙数据传输速率小于3Mbps，典型数据传输距离为2-10米，蓝牙技术的典型应用是在两部手机之间进行小量数据的传输。
IEEE 802.11b最高数据传输速率可达11Mbps，典型数据传输距离在30-100米，IEEE 802.11b技术提供了一种Internet的无线接入技术，如很多笔记本电脑可以使用自带的WiFi功能实现上网。
ZigBee协议可以理解为一种短距离无线传感器网络与控制协议，主要用于传输控制信息，数据量相对来说比较小，特别适用于电池供电的系统。此外，相对于上述两种标准，ZigBee协议更容易实现（或者说实现成本较低）。
2.zigbee技术应用领域
zigbee适用范围包括自动控制领域、远程控制领域，同时在相关领域中可以嵌入各种设备。
例如：家庭自动化（Home Automation）、商业楼宇自动化（Building Automation）、自动读表系统（Automatic Meter Reading）。
在智能家居和商业楼宇自动化方面，将空调、电视、窗帘控制器等通过ZigBee技术来组成一个无线网络，通过一个遥控器就可以实现各种家电的控制，这种应用非常方便。同时，可以方便人们随时了解家里的电子设备状态。应用于医疗监控，可以观察病人状态是否正常以便作出反应等等。
Zigbee的堆栈架构
物理层：协议的最底层，承付着和外界直接作用的任务。主要目的是控制RF收发器工作
MAC层：负责设备间无线数据链路的建立、维护和结束，确认模式的数据传送和接收。
网络层：建立新网络，保证数据的传输。对数据进行加密，保证数据的完整性。
应用支持子层/应用层：应用支持层根据服务和需求使多个器件之间进行通信。应用层主要根据具体应用由用户开发。
3.zigbee协议栈
协议定义的是一系列的通信标准，通信双方需要共同按照这一标准进行正常的数据收发；
协议栈是协议的具体实现形式，通俗的理解为用代码实现的函数库，以便于开发人员调用；
ZigBee协议栈就是将各个层定义的协议都集合在一起，以函数的形式实现，并给用户提供一些应用层API，供用户调用；
举个例子，当用户应用程序需要进行数据通信时，需要按照如下步骤实现：
（1）调用协议栈提供的组网函数、加入网络函数，实现网络的建立与节点的加入；
（2）发送设备调用协议栈提供的无线数据发送函数，实现数据的发送；
（3）接收端调用协议栈提供的无线数据接收函数，实现数据的正确接收。
因此，使用协议栈进行应用程序开发时，开发者不需要关心协议栈是具体怎么实现的，只需要知道协议栈提供的函数实现什么样的功能，会调用相应的函数来实现自己的应用需求即可。
ZigBee协议栈的构成，如图所示：
4.zigbee无线传感器网络
在ZigBee无线传感器网络中有三种设备类型：协调器、路由器和终端节点。设备类型是由Zigbee协议栈不同的编译选项来选择的。
协调器负责网络是组建、维护、控制终端节点的加入等任务（一个ZigBee网络只允许有一个Zigbeewifi分享协调器）；
路由器负责数据包的路由选择，是一种支持关联设备，能够将消息转发到其他设备；
终端节点负责数据的采集，不具备路由功能，内存容量要求较少；
在ZigBee网络中进行数据通信主要有三种类型：广播（Broadcast）、单播（Unicast）和组播（Multicast）。
广播：描述的是一个节点发送的数据包，网络中的所有节点都可以收到。这类似于开会时，领导讲话，每个与会者都可以听到。
单播：描述的是网络中两个节点之间进行数据包的收发过程。这就类似于任意两个与会者之
间进行的讨论。
组播又称作多播：描述的是一个节点发送的数据包，只有和该节点属于同一组的节点才能收到该数据包。这类似于领导讲完后，各小组进行讨论，只有本小组的成员才能听到相关的讨论内容，不属于该小组的成员不需要听取相关的内容。
ZigBee网络设备类型
网络协调器：包含所有的网络消息，是3种设备类型中嘴复杂的一种，存储容量最大、计算能力最强。发送网络信标、建立一个网络、管理网络节点、存储网络节点信息、寻一对节点间的路由消息、不断地接收信息。
全功能设备（FFD）：可以担任网络协调者，形成网络，让其他的FFD或是精简功能装置（RFD）连结，FFD具备控制器的功能，可提供信息双向传输。
精简功能设备（RFD）：RFD只能传送信息给FFD或从FFD接收信息。
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