帶你了解Zigbee底層,聊聊Zigebee網(wǎng)絡(luò)各層規(guī)范


原標(biāo)題:帶你了解Zigbee底層,聊聊Zigebee網(wǎng)絡(luò)各層規(guī)范
由于我無法直接繪制圖片,但我可以為您詳細(xì)描述Zigbee網(wǎng)絡(luò)的各層規(guī)范,并說明每一層的主要功能和作用。您可以根據(jù)這些信息,使用繪圖軟件或工具自行繪制Zigbee網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)圖。
Zigbee網(wǎng)絡(luò)各層規(guī)范
一、物理層(PHY)
定義:物理層定義了Zigbee網(wǎng)絡(luò)與無線物理信道之間的接口,是Zigbee協(xié)議棧的最底層。
功能:
負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的調(diào)制與解調(diào),將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號進(jìn)行傳輸,以及將接收到的模擬信號解調(diào)為數(shù)字信號。
選擇通信信道,確保在合適的頻段內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
監(jiān)測信道能量,評估信道的質(zhì)量,避免干擾。
提供空閑信道評估(CCA)功能,確保在發(fā)送數(shù)據(jù)前信道處于空閑狀態(tài)。
幀結(jié)構(gòu):物理層幀由同步頭、物理層幀頭和物理層有效載荷三部分組成。
二、媒體訪問控制層(MAC)
定義:MAC層位于物理層之上,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)多個設(shè)備對無線信道的訪問。
功能:
提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),確保數(shù)據(jù)幀在物理層上的正確收發(fā)。
實(shí)現(xiàn)媒介訪問控制,采用CSMA-CA(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免)機(jī)制,避免數(shù)據(jù)碰撞。
支持設(shè)備的關(guān)聯(lián)(加入網(wǎng)絡(luò))和非關(guān)聯(lián)(離開網(wǎng)絡(luò))操作。
維護(hù)保護(hù)時隙機(jī)制,為特定設(shè)備提供無干擾的通信時段。
幀結(jié)構(gòu):MAC幀由MAC幀頭、MAC幀載荷和MAC幀尾三部分組成。
三、網(wǎng)絡(luò)層(NWK)
定義:網(wǎng)絡(luò)層是Zigbee協(xié)議棧的核心部分,負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的建立和維護(hù)。
功能:
支持星狀、樹狀、網(wǎng)格等多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
實(shí)現(xiàn)設(shè)備的加入和離開網(wǎng)絡(luò)操作,為新加入的設(shè)備分配網(wǎng)絡(luò)地址。
提供路由查找和路由維護(hù)功能,確保數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的正確傳輸。
支持鄰居發(fā)現(xiàn)和綁定管理,維護(hù)網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的關(guān)系和信息。
服務(wù)實(shí)體:網(wǎng)絡(luò)層劃分為網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實(shí)體(NLDE)和網(wǎng)絡(luò)層管理實(shí)體(NLME)。
NLDE:提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),生成網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議數(shù)據(jù)單元(NPDU)。
NLME:提供管理服務(wù),配置新設(shè)備、建立網(wǎng)絡(luò)、管理網(wǎng)絡(luò)地址等。
幀結(jié)構(gòu):網(wǎng)絡(luò)層幀由網(wǎng)絡(luò)層幀頭和網(wǎng)絡(luò)層載荷兩部分組成。
四、應(yīng)用層(APL)
定義:應(yīng)用層是Zigbee協(xié)議棧的最高層,負(fù)責(zé)處理與應(yīng)用相關(guān)的功能。
功能:
提供應(yīng)用支持子層(APS),維護(hù)綁定表,在綁定的設(shè)備之間傳遞信息。
提供ZigBee設(shè)備對象(ZDO),定義設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色,實(shí)現(xiàn)設(shè)備發(fā)現(xiàn)、綁定管理和安全管理等功能。
支持用戶自定義的應(yīng)用對象,實(shí)現(xiàn)特定的應(yīng)用功能。
組成部分:
APS:定義網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層之間的接口,提供數(shù)據(jù)傳輸和管理服務(wù)。
ZDO:位于應(yīng)用框架和應(yīng)用支持子層之間,滿足協(xié)議中所有應(yīng)用操作的公共需求。
應(yīng)用框架(AF):為應(yīng)用對象提供運(yùn)行環(huán)境,支持多個應(yīng)用對象的同時運(yùn)行。
Zigbee網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)圖(文字描述)
復(fù)制代碼
+-----------------+ | 應(yīng)用層(APL)| | +-----------+ | | | APS | | | +-----------+ | | | ZDO | | | +-----------+ | | | AF(應(yīng)用框架)| | +-----------------+ | v +-----------------+ | 網(wǎng)絡(luò)層(NWK) | | +-----------+ | | | NLDE | | | +-----------+ | | | NLME | | +-----------------+ | v +-----------------+ | MAC層(媒體訪問控制)| +-----------------+ | v +-----------------+ | 物理層(PHY) | +-----------------+
您可以根據(jù)上述描述,使用繪圖軟件(如Visio、Draw.io等)或在線繪圖工具,繪制出Zigbee網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)圖。每一層用矩形框表示,層與層之間用箭頭或線條連接,表示數(shù)據(jù)流動的方向。
責(zé)任編輯:David
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