zigbee学习（一）总体概况

zigbee学习
zigbee设备模型：
FFD（具有完整功能的设备），星形拓扑控制端
RFD（具有简化功能的设备），星形拓扑的终端

zigbee工作在OSI七层模型中的下三层：
物理层 数据链路层 网络层
物理层和数据链路层套用IEEE802.15.4协议标准
物理层通过无线物理信道来发送和接受PPDU（物理层协议数据单元）
物理层的特征：启动和关闭无线收发器，能量检测，链路质量，信道选择，清除信道评估（CCA），以及对数据包的发送和接受

数据链路层：通过物理层接受和发送MPDU（MAC PROTOCOL DATA UNIT）
MAC层特征：信标管理，信道接入，时隙管理，发送确认帧，发送“连接和断开请求”

ZigBee拓扑结构：星形，网形
地址结构：
每个设备都有唯一的64位长地址码（长地址码可以直接通信）
在通过长地址码建立连接之后（系统会自动分配标示符），可以分配16位短地址码
长地址码是绝对地址，短地址码是相对地址

建立PAN主协调器：选择性能更优的设备作为PAN主协调器
步骤：
1：PAN主协调器将自身设置成一个簇标示符（CID）位0的簇头（CLH）
2.选择一个没有使用的PAN标示符
3.向邻近的其他设备以广播方式发送信标帧
4.收到信标帧的候选PAN设备回复（请求在簇头中加入该网络）
5.PAN主协调器判断是否允许该候选设备加入
6.如果允许，主协调器将候选协调器认作“子节点”，候选协调器将主协调器认为“父节点”
重复以上过程，建立PAN网络

帧结构：
PAN网络共有4种帧结构：
信标帧——主协调器用来发送信标的帧
数据帧——用于所有数据传送的帧
确认帧——用于确认成功接收的帧
MAC层命令帧——用于处理所有MAC层对等体间的控制传输
●各种帧结构暂略

zigbee安全：
根据实际应用，zigbee提供3种不同的安全模式：
1.非安全模式：不提供安全服务，对传输数据无安全保护
2.ACL模式：MAC层有能力判断收到的帧是否来自可信方（可信方名单实现定义），这种模式并不对数据信息进行密码保护
3.安全模式：主要提供以下四种服务
（1）接入服务：类似acl安全模式
（2）数据加密：通过对称密钥保护所传送的数据（被加密的数据通常为：信标载荷，命令载荷，数据载荷），使用AES128位加密
（3）帧完整性检验：利用“信息完整代码（MIC）”来保护数据
（4）有序刷新：采用规定的接收帧顺序对帧进行处理。当接收一个帧信息后，得到一个新的刷新值，将该值与前一个刷新值比较，如果新的更新，校验成功，替换前一刷新值；反之，校验失败。该服务能保证设备接收的数据信息总是最新的数据信息