ZigBee2007视频教程-应用开发指导

### ZigBee2007视频教程-应用开发指导知识点概览 #### 一、绪论 ##### 1.1 ZigBee定义 ZigBee是一种基于IEEE 802.15.4标准的无线通信技术，适用于低功耗、低成本的应用场景。其灵感来源于蜜蜂间的沟通方式，即通过飞行和翅膀振动来传达信息，因此得名ZigBee。这种技术主要应用于自动控制和远程控制领域，并能够嵌入各种设备。 ##### 1.2 IEEE802.15.4标准概述 IEEE 802.15.4标准定义了一种适用于无线个人局域网（WPAN）的低速无线技术。该标准包括物理层(PHY)和媒体访问控制(MAC)层，用于支持低功耗、低成本的无线通信。它是ZigBee协议的基础，为ZigBee提供了底层的无线通信机制。 ##### 1.3 ZigBee协议体系结构 ZigBee协议体系结构由以下几层组成： - **物理层(PHY)**：负责信号的发射和接收。 - **媒体访问控制层(MAC)**：管理无线通道的访问。 - **网络层(NWK)**：负责网络的形成和管理。 - **应用层(APL)**：包括应用支持子层(APS)、ZigBee设备对象(ZDO)和制造商定义的应用对象。 #### 二、ZigBee基本概念 ##### 2.1 设备类型(Device Types) ZigBee网络中的设备类型分为三类： - **协调器(Coordinator)**：负责创建和管理网络。 - **路由器(Router)**：不仅作为终端设备使用，还可以转发数据包，增强网络覆盖范围。 - **终端设备(End-Device)**：通常是电池供电的设备，只发送少量数据。 ##### 2.2 协议栈规范（Stack Profile） ZigBee协议栈规范定义了不同设备类型的协议栈配置。例如，终端设备通常配置较少的功能模块以节省电力消耗。 ##### 2.3 拓扑结构 ZigBee支持三种基本的网络拓扑结构： - **星型(Star)**：所有设备都直接与协调器通信。 - **树型(Tree)**：形成一个层次结构，路由器可以作为其他终端设备的父节点。 - **网状(Mesh)**：每个设备都可以与多个邻居节点通信，从而提高网络健壮性。 ##### 2.4 信标与非信标模式 - **信标模式**：网络中的设备定期广播信标帧，用于同步和网络维护。 - **非信标模式**：不使用信标帧，设备之间通过应答方式进行通信。 ##### 2.5 地址 - **地址定义**：ZigBee网络中的每个设备都有唯一的16位短地址和64位扩展地址。 - **网络地址分配**：由协调器负责分配短地址。 - **寻址**：包括单播、广播和组播。 - **重要设备地址(Important Device Addresses)**：特定的重要设备地址，如协调器地址。 ##### 2.6 ZigBee术语 - **属性**：描述设备状态的数据。 - **群集(Cluster)**：一组相关的属性和服务。 - **设备描述**：描述设备功能和特性的文档。 - **端点(Endpoint)**：设备内部的不同逻辑单元。 - **节点(Node)**：网络中的物理实体，可以是协调器、路由器或终端设备。 ##### 2.7 绑定（Binding） 绑定允许两个设备直接通信，即使它们不是直接邻居也可以通过中间设备建立通信路径。 ##### 2.8 路由(Routing) - **概述**：路由是数据包在网络中从源到目的地的传输过程。 - **路由协议**：定义了如何选择和维护路由路径。 - **路径的发现和选择**：通过探测邻近节点来发现路径，并选择最佳路径。 - **路径保持维护**：维护路径的有效性和可用性。 - **路径期满**：当路径不再有效时将其标记为过期。 ##### 2.9 ZigBee原语 ZigBee原语是用于在不同层之间进行通信的命令和响应消息。 #### 三、Z-Stack协议栈总体设计 - **任务初始化**：初始化协议栈中的各项任务。 - **任务调度**：按照优先级和事件触发原则执行任务。 - **时间管理**：管理定时器和其他与时间相关的服务。 - **原语通信**：实现协议栈内部通信的机制。 #### 四、开发工具的安装及使用 - **IAR安装**：安装IAR集成开发环境，用于编写和编译代码。 - **ZigBee2007协议栈安装**：安装ZigBee协议栈，提供必要的库文件和支持工具。 - **下载器硬件连接和驱动程序安装**：设置硬件连接和安装驱动程序以支持编程和调试。 #### 五、ZigBee开发套件 - **协调器节点**：负责建立和管理网络。 - **路由器节点**：增强网络覆盖范围。 - **终端设备**：作为传感器或执行器使用。 - **外部接口**：提供与其他系统的接口。 #### 六、CC2530概述 - **特性描述**：CC2530是一款集成ZigBee RF收发器的微控制器。 - **应用范围**：广泛应用于各种ZigBee网络应用。 - **引脚描述**：详细介绍了CC2530的各个引脚功能。 #### 七、IAR使用介绍 - **绪论**：介绍IAR环境的基本操作和使用方法。 ZigBee2007视频教程-应用开发指导涵盖了ZigBee技术的基本原理、网络架构、设备类型、协议栈设计以及实际的开发流程等内容，旨在帮助开发者全面掌握ZigBee技术的应用开发。通过深入学习这些内容，开发者可以更好地利用ZigBee技术构建高效的无线传感器网络。