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
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