existují tři třídy zařízení Zigbee:

• ZigBee coordinator (ZC): nejschopnější zařízení, koordinátor tvoří kořen síťového stromu a může přemostit do jiných sítí. Tam je právě jeden Zigbee koordinátor v každé sítě, protože to je zařízení, které začalo v síti původně (Zigbee LightLink specifikace také umožňuje provoz bez Zigbee koordinátor, což je více použitelné pro off-the-shelf domácí produkty). Ukládá informace o síti, včetně funkce centra důvěry a úložiště bezpečnostních klíčů.
• ZigBee router (ZR): kromě spuštění funkce aplikace může router fungovat jako přechodný router, který předává data z jiných zařízení.
• Zigbee end device (ZED): Obsahuje jen dostatek funkcí mluvit na nadřazený uzel (koordinátor nebo router); to nelze přenos dat z jiných zařízení. Tento vztah umožňuje uzlu spát značné množství času, čímž poskytuje dlouhou životnost baterie. Zed vyžaduje nejmenší množství paměti, a proto může být výroba levnější než Zr nebo ZC.

současné protokoly ZigBee podporují sítě s podporou majáku a bez majáku. V sítích, které nejsou povoleny majákem, se používá mechanismus přístupu k kanálu CSMA/CA. V tomto typu sítě mají směrovače Zigbee obvykle své přijímače nepřetržitě aktivní a vyžadují další napájení. To však umožňuje heterogenní sítě, ve kterých některá zařízení přijímají nepřetržitě, zatímco jiná vysílají v případě potřeby. Typickým příkladem heterogenní sítě je bezdrátový spínač světla: Zigbee uzel na lampu může neustále dostávat, protože je spolehlivě poháněn napájecí zdroj do lampy, zatímco baterie-poháněl světla spínač by zůstat spící, dokud se spínač je hozen. V takovém případě se spínač probudí, odešle příkaz k lampě, obdrží potvrzení a vrátí se do režimu spánku. V takové síti bude uzel lampy alespoň směrovačem ZigBee, ne-li koordinátorem ZigBee; uzel přepínače je obvykle koncovým zařízením Zigbee. V sítích s podporou majáku vysílají směrovače ZigBee periodické majáky, aby potvrdily svou přítomnost do jiných síťových uzlů. Uzly mohou spát mezi majáky, čímž se prodlužuje jejich životnost baterie. Beacon intervalu závisí na rychlosti přenosu dat; mohou pohybovat od 15.36 milisekund 251.65824 sekund na 250 kbit/s, od 24 milisekund 393.216 sekund na 40 kbit/s a od 48 milisekund 786.432 sekund na 20 kbit/s. Dlouho maják intervalech vyžadují přesné načasování, které mohou být drahé realizovat v low-cost produkty.

protokoly Zigbee obecně minimalizují dobu zapnutí rádia, aby se snížila spotřeba energie. V majákových sítích musí být uzly aktivní pouze při přenosu majáku. V sítích bez majáku je spotřeba energie rozhodně asymetrická: Některá zařízení jsou vždy aktivní, zatímco jiná tráví většinu času spánkem.

kromě Smart Energy Profile 2.0 jsou zařízení Zigbee povinna odpovídat standardu IEEE 802.15.4-2003 low-rate Wireless Personal Area Network (LR-WPAN). Standard specifikuje spodní vrstvy protokolu-fyzickou vrstvu (PHY) a část řízení přístupu k médiím vrstvy datového spojení. Základním režimem přístupu k kanálům je vícenásobný přístup carrier-sense s vyhýbáním se kolizím (CSMA/CA). To znamená, že uzly komunikují způsobem poněkud analogickým tomu, jak lidé konverzují: uzel krátce zkontroluje, zda ostatní uzly nemluví dříve, než začne. CSMA / CA se nepoužívá ve třech významných výjimkách:

• potvrzení zpráv
• signály jsou odesílány podle plánu s pevným časováním.
• zařízení v sítích s podporou majáku, která mají nízkou latenci a požadavky v reálném čase, mohou také používat zaručené časové sloty.

Síť layerEdit

hlavní funkcí síťové vrstvy je umožnit správné použití MAC podvrstva a poskytnout vhodné rozhraní pro použití další horní vrstvy, a to vrstvu aplikace. Jeho schopnosti a struktura jsou ty, které jsou obvykle spojeny s takovými síťovými vrstvami, včetně směrování. Funkce síťové vrstvy je přesně tak, jak zní; zabývá se síťovými funkcemi, jako je připojení, odpojení a nastavení sítí. Přidá síť, přidělí adresy a přidá a odebere určitá zařízení. Tato vrstva využívá topologie hvězd, sítí a stromů. Přidává rozhraní do aplikační vrstvy.

na jedné straně datová entita vytváří a spravuje datové jednotky síťové vrstvy z užitečného zatížení aplikační vrstvy a provádí směrování podle aktuální topologie. Na druhé straně existuje řízení vrstev, které se používá ke zpracování konfigurace nových zařízení a vytváření nových sítí: může určit, zda sousední zařízení patří do sítě, a objevuje nové sousedy a směrovače. Ovládání může také detekovat přítomnost přijímače, který umožňuje přímou komunikaci a synchronizaci MAC.

směrovací protokol používaný síťovou vrstvou je aodv. V AODV, najít cílové zařízení, aodv vysílá požadavek na trasu všem svým sousedům. Sousedé pak vysílají žádost svým sousedům a dále, dokud není dosaženo cíle. Jakmile je cíl dosažen, odešle odpověď na trasu prostřednictvím přenosu unicast po cestě s nejnižšími náklady zpět ke zdroji. Jakmile zdroj obdrží odpověď, aktualizuje svou směrovací tabulku pro cílovou adresu dalšího hopu v cestě a náklady na cestu.

Application layerEdit

aplikační vrstva je vrstva nejvyšší úrovně definovaná specifikací a je efektivním rozhraním systému Zigbee PRO jeho koncové uživatele. Obsahuje většinu komponent přidaných specifikací Zigbee: ZDO i jeho postupy správy spolu s aplikačními objekty definovanými výrobcem jsou považovány za součást této vrstvy. Tato vrstva váže tabulky, odesílá zprávy mezi vázanými zařízeními, spravuje skupinové adresy, znovu sestavuje pakety a také přenáší data. Je zodpovědný za poskytování služeb profilům zařízení Zigbee.

Hlavní componentsEdit

ZDO (Zigbee device object), protokol Zigbee protokol stack, je zodpovědný za celkovou správu zařízení, bezpečnostní klíče a politiky. Je zodpovědný za definování role zařízení, buď jako koordinátor nebo koncové zařízení, jak je uvedeno výše, ale také pro objevování nových (one-hop) zařízení v síti a identifikace jejich nabízených služeb. Poté může pokračovat v navazování bezpečných spojení s externími zařízeními a odpovídajícím způsobem odpovídat na závazné požadavky.

aplikace podpora podvrstva (APS) je další hlavní standardní součástí vrstvy, a jako takový nabízí dobře definované rozhraní a ovládání služeb. Funguje jako most mezi síťovou vrstvou a ostatními prvky aplikační vrstvy: udržuje aktuální vázací tabulky ve formě databáze, kterou lze použít k nalezení vhodných zařízení v závislosti na potřebných službách a službách, které různá zařízení nabízejí. Jako spojení mezi oběma uvedeno vrstev, ale také tras zprávy přes vrstvy zásobníku protokolu.

Komunikace modelsEdit

Zigbee komunikace na vysoké úrovni modelu

aplikace se může skládat z komunikujících objektů, které spolupracují provádět požadované úkoly. Zaměření Zigbee je rozdělit práci mezi mnoha různými zařízeními, které jsou v jednotlivých Zigbee uzly, které zase tvoří síť (řekl, že práce bude obvykle být z velké části místní, aby každé zařízení, například ovládání každého spotřebiče pro domácnost).

soubor objektů, které tvoří síť, komunikuje pomocí zařízení poskytovaných APS, pod dohledem rozhraní ZDO. Datová služba aplikační vrstvy se řídí typickou strukturou požadavku-potvrzení / indikace-reakce. V rámci jednoho zařízení může existovat až 240 aplikačních objektů, očíslovaných v rozsahu 1-240. 0 je vyhrazeno pro datové rozhraní ZDO a 255 pro vysílání; rozsah 241-254 se v současné době nepoužívá, ale může být v budoucnu.

dvě služby jsou k dispozici pro použití objektů aplikace (v ZigBee 1.0):

• služba dvojice klíčů (KVP) je určena pro účely konfigurace. Umožňuje popis, požadavek a modifikaci atributu objektu pomocí jednoduchého rozhraní založeného na získání / nastavení a primitivech událostí, některé umožňují požadavek na odpověď. Konfigurace používá komprimovaný XML (full XML lze použít) poskytnout adaptabilní a elegantní řešení.
• služba zpráv je navržena tak, aby nabízela obecný přístup k zpracování informací, aby se zabránilo nutnosti přizpůsobit aplikační protokoly a potenciální režijní náklady vzniklé KVP. To umožňuje libovolné užitečné zatížení, které mají být přenášeny přes ApS snímků.

adresování je také součástí aplikační vrstvy. Síťový uzel, který se skládá z 802.15.4-v souladu rádiový vysílač a jeden nebo více popisů přístrojů (v podstatě kolekcí vlastností, které mohou být dotazována, nebo nastavit, nebo které mohou být monitorovány prostřednictvím události). Transceiver je základem pro adresování a zařízení v uzlu jsou určena identifikátorem koncového bodu v rozsahu 1-240.

komunikace a zjišťování zařízení

pro komunikaci aplikací musí jejich zařízení používat společný aplikační protokol (typy zpráv, formáty atd.); Tyto sady konvencí jsou seskupeny do profilů. Dále se o vazbě rozhoduje porovnáním vstupních a výstupních identifikátorů clusteru, jedinečných v kontextu daného profilu a spojených s příchozím nebo odchozím datovým tokem v zařízení. Vázací tabulky obsahují zdrojové a cílové páry.

v závislosti na dostupných informacích může zjišťování zařízení postupovat podle různých metod. Pokud je síťová adresa známa, lze adresu IEEE vyžádat pomocí komunikace unicast. Pokud tomu tak není, jsou vysílány petice (adresa IEEE je součástí užitečného zatížení odpovědí). Koncová zařízení jednoduše odpoví požadovanou adresou, zatímco koordinátor sítě nebo směrovač také odešle adresy všech zařízení s ním spojených.

Tato rozšířená discovery protocol umožňuje externí zařízení, zjistit o zařízení v síti a služby, které nabízejí, koncové body, které můžete ohlásit při dotazu na objevování zařízení (které již dříve získány jejich adresy). Lze také použít odpovídající služby.

použití kazetové identifikátory vynucuje vazba komplementárních entit pomocí vazebné tabulky, které jsou udržovány Zigbee koordinátorů, jak stole musí být vždy k dispozici v rámci sítě a koordinátoři jsou s největší pravděpodobností mít trvalé napájení. Některé aplikace mohou vyžadovat zálohy spravované vrstvami vyšší úrovně. Vazba vyžaduje zavedené komunikační spojení; poté, co existuje, je rozhodnuto, zda Přidat nový uzel do sítě, podle zásad aplikace a zabezpečení.

komunikace může nastat hned po přidružení. Přímé adresování používá jak rádio adresu a koncový bod identifikátor, vzhledem k tomu, že nepřímé adresování využívá každé příslušné oblasti (adresy, koncového bodu, clusteru, a atribut) a vyžaduje, že jsou odeslány do sítě koordinátor, který udržuje sdružení a překládá žádosti o sdělení. Nepřímé adresování je zvláště užitečné, aby některá zařízení byla velmi jednoduchá a minimalizovala jejich potřebu úložiště. Kromě těchto dvou metod je k dispozici vysílání do všech koncových bodů v zařízení a skupinové adresování se používá ke komunikaci se skupinami koncových bodů patřících do sady zařízení.