Det er tre klasser Av zigbee-enheter:

• Zigbee-koordinator (ZC): den mest dyktige enheten, koordinatoren danner roten til nettverkstreet og kan bygge bro til andre nettverk. Det er nettopp en Zigbee-koordinator i hvert nettverk siden det er enheten som startet nettverket opprinnelig (Zigbee LightLink-spesifikasjonen tillater også drift uten En Zigbee-koordinator, noe som gjør den mer brukbar for hylleprodukter). Den lagrer informasjon om nettverket, inkludert fungerer som trust center og repository for sikkerhetsnøkler. Zigbee router (ZR): I tillegg til å kjøre en applikasjonsfunksjon, kan en ruter fungere som en mellomliggende ruter, som overfører data fra andre enheter.Zigbee end device (ZED): Inneholder akkurat nok funksjonalitet til å snakke med den overordnede noden (enten koordinatoren eller en ruter); den kan ikke videresende data fra andre enheter. Dette forholdet gjør at noden å være sover en betydelig mengde av tiden og dermed gi lang batterilevetid. EN ZED krever minst mulig minne og kan dermed være billigere å produsere enn EN ZR eller ZC.

De Nåværende zigbee-protokollene støtter beacon-aktiverte og ikke-beacon-aktiverte nettverk. I ikke-beacon-aktiverte nettverk brukes en unslotted csma / CA kanal tilgangsmekanisme. I Denne typen nettverk har Zigbee-rutere vanligvis sine mottakere kontinuerlig aktive, og krever ekstra strøm. Dette tillater imidlertid heterogene nettverk der noen enheter mottar kontinuerlig mens andre overfører når det er nødvendig. Det typiske eksempelet på et heterogent nettverk er en trådløs lysbryter: Zigbee-noden på lampen kan hele tiden motta siden den er pålitelig drevet av strømforsyningen til lampen, mens en batteridrevet lysbryter vil forbli i søvn til bryteren kastes. I så fall våkner bryteren, sender en kommando til lampen, mottar en bekreftelse og går tilbake til å sove. I et slikt nettverk vil lamp-noden være Minst En zigbee-ruter, hvis Ikke Zigbee-koordinatoren; switch-noden er vanligvis En zigbee-sluttenhet. I beacon-aktiverte nettverk sender Zigbee-rutere periodiske beacons for å bekrefte deres tilstedeværelse til andre nettverksnoder. Noder kan sove mellom beacons, og dermed forlenge batterilevetiden. Beaconintervaller avhenger av datahastighet; de kan variere fra 15.36 millisekunder til 251.65824 sekunder ved 250 kbit / s, fra 24 millisekunder til 393.216 sekunder ved 40 kbit / s og fra 48 millisekunder til 786.432 sekunder ved 20 kbit / s. Lange beaconintervaller krever presis timing, noe som kan være dyrt å implementere i lavprisprodukter.Generelt minimerer zigbee-protokollene tiden radioen er på, for å redusere strømforbruket. I beaconing-nettverk trenger noder bare å være aktive mens et fyrtårn blir overført. I ikke-beacon-aktiverte nettverk er strømforbruket bestemt asymmetrisk: Noen enheter er alltid aktive mens andre bruker mesteparten av tiden til å sove.

Bortsett Fra Smart Energy Profile 2.0, Er zigbee-enheter pålagt å overholde ieee 802.15.4-2003 Low-rate Wireless Personal Area Network (LR-WPAN) – standarden. Standarden angir de nedre protokolllagene-det fysiske laget (PHY) og media access control-delen av datalinklaget. Den grunnleggende kanaltilgangsmodusen er carrier-sense multiple access med collision avoidance (CSMA/CA). Det vil si at nodene kommuniserer på en måte som er noe analogt med hvordan mennesker snakker: en node sjekker kort for å se at andre noder ikke snakker før den starter. CSMA / CA brukes ikke i tre bemerkelsesverdige unntak:

• meldingsbekreftelser
• Beacons sendes på en fast tidsplan.
• Enheter i beacon-aktiverte nettverk som har lav latens, sanntidskrav kan også bruke garanterte tidsluker.

Nettverkslagrediger

hovedfunksjonene til nettverkslaget er å muliggjøre riktig bruk AV MAC-underlaget og gi et egnet grensesnitt for bruk av neste øvre lag, nemlig applikasjonslaget. Dens evner og struktur er de som vanligvis er knyttet til slike nettverkslag, inkludert ruting. Nettverkslagets funksjon er akkurat som det høres ut; den omhandler nettverksfunksjoner som å koble til, koble fra og sette opp nettverk. Det vil legge til et nettverk, tildele adresser og legge til og fjerne bestemte enheter. Dette laget gjør bruk av stjerne, mesh og tre topologier. Det legger til et grensesnitt til applikasjonslaget.

på den ene siden oppretter og administrerer dataenheten nettverkslagdataenheter fra nyttelasten til applikasjonslaget og utfører ruting i henhold til gjeldende topologi. På den annen side er det lagkontrollen, som brukes til å håndtere konfigurasjonen av nye enheter og etablere nye nettverk: det kan avgjøre om en nærliggende enhet tilhører nettverket og oppdager nye naboer og rutere. Kontrollen kan også oppdage tilstedeværelsen av en mottaker, som tillater direkte kommunikasjon og mac-synkronisering.

rutingsprotokollen som brukes av nettverkslaget er AODV. I AODV, for å finne målenheten, sender AODV ut en ruteforespørsel til alle naboene. Naboene sender deretter forespørselen til sine naboer og videre til destinasjonen er nådd. Når destinasjonen er nådd, sender den rutesvar via unicast-overføring etter den laveste kostnadsbanen tilbake til kilden. Når kilden mottar svaret, vil den oppdatere rutingstabellen for destinasjonsadressen til neste hopp i banen og banekostnaden.

Applikasjonslagrediger

applikasjonslaget er det høyeste laget definert av spesifikasjonen og er Det effektive grensesnittet Til Zigbee-systemet til sluttbrukerne. Den består av de fleste komponenter som Er lagt Til Av zigbee-spesifikasjonen: BÅDE ZDO og dets styringsprosedyrer, sammen med applikasjonsobjekter definert av produsenten, regnes som en del av dette laget. Dette laget binder tabeller, sender meldinger mellom bundne enheter, administrerer gruppeadresser, reassembler pakker og transporterer også data. Det er ansvarlig for å yte service Til Zigbee-enhetsprofiler.

hovedkomponenterrediger

ZDO (Zigbee device object), en protokoll i zigbee protokollstakken, er ansvarlig for generell enhetsadministrasjon, sikkerhetsnøkler og retningslinjer. Det er ansvarlig for å definere rollen til en enhet som enten koordinator eller sluttenhet, som nevnt ovenfor, men også for oppdagelsen av nye (one-hop) enheter på nettverket og identifisering av deres tilbudte tjenester. Det kan da fortsette å etablere sikre koblinger med eksterne enheter og svare på bindende forespørsler tilsvarende.

application support sublayer (aps) er den andre hovedstandardkomponenten i laget, og som sådan tilbyr det et veldefinert grensesnitt og kontrolltjenester. Det fungerer som en bro mellom nettverkslaget og de andre elementene i applikasjonslaget: den holder oppdaterte bindingstabeller i form av en database, som kan brukes til å finne passende enheter avhengig av tjenestene som trengs og de forskjellige enhetene tilbyr. Som forening mellom begge spesifiserte lag, ruter den også meldinger over lagene i protokollstakken.

Kommunikasjonsmodelleredit

zigbee kommunikasjonsmodell på høyt nivå

Et program kan bestå av å kommunisere objekter som samarbeider for å utføre de ønskede oppgavene. Zigbees fokus er å distribuere arbeid mellom mange forskjellige enheter som ligger innenfor individuelle zigbee-noder som igjen danner et nettverk (nevnte arbeid vil typisk være stort sett lokalt for hver enhet, for eksempel kontrollen av hvert husholdningsapparat).

samlingen av objekter som danner nettverket kommuniserer ved hjelp av fasilitetene som TILBYS AV APS, overvåket AV zdo-grensesnitt. Applikasjonslaget datatjeneste følger en typisk request-confirm / indication-responsstruktur. Innenfor en enkelt enhet kan opptil 240 applikasjonsobjekter eksistere, nummerert i området 1-240. 0 er reservert FOR ZDO-datagrensesnittet og 255 for kringkasting; 241-254-serien er ikke i bruk, men kan være i fremtiden.

to tjenester er tilgjengelige for applikasjonsobjekter å bruke (I Zigbee 1.0):

• key-value pair service (KVP) er ment for konfigurasjonsformål. Det muliggjør beskrivelse, forespørsel og modifisering av objektattributt gjennom et enkelt grensesnitt basert på å få / sett og hendelses primitiver, noen tillater en forespørsel om svar. Konfigurasjon bruker komprimert XML (full XML kan brukes) for å gi en tilpasningsdyktig og elegant løsning.meldingstjenesten er utformet for å tilby en generell tilnærming til informasjonsbehandling, og unngår nødvendigheten av å tilpasse applikasjonsprotokoller og potensiell overhead påløpt AV KVP. Det gjør at vilkårlig nyttelast kan overføres over APS-rammer.

Adressering er også en del av applikasjonslaget. En nettverksnode består av en 802.15.4-conformant radiotransceiver og en eller flere enhetsbeskrivelser (i utgangspunktet samlinger av attributter som kan bli spurt eller satt, eller som kan overvåkes gjennom hendelser). Transceiveren er basen for adressering, og enheter i en node er spesifisert av en endepunktidentifikator i området 1-240.

Kommunikasjon og device discoveryEdit

for at applikasjoner skal kommunisere, må deres omfattende enheter bruke en felles applikasjonsprotokoll( typer meldinger, formater og så videre); disse settene av konvensjoner er gruppert i profiler. Videre bestemmes binding ved å matche inngangs-og utdataklyngeidentifikatorer, unike i sammenheng med en gitt profil og knyttet til en innkommende eller utgående datastrøm i en enhet. Bindende tabeller inneholder kilde-og målpar.

avhengig av tilgjengelig informasjon, kan enhetsoppdagelse følge forskjellige metoder. Når nettverksadressen er kjent, kan IEEE-adressen bli forespurt ved hjelp av unicast-kommunikasjon. Når det ikke er, sendes petisjoner (IEEE-adressen er en del av responsnyttelasten). Sluttenheter vil bare svare med den forespurte adressen mens en nettverkskoordinator eller en ruter også sender adressene til alle enhetene som er knyttet til den.

denne utvidede oppdagelsesprotokollen tillater eksterne enheter å finne ut om enheter i et nettverk og tjenestene de tilbyr, hvilke endepunkter som kan rapportere når de spørres av oppdagelsesenheten (som tidligere har fått adressene sine). Matchende tjenester kan også brukes.bruken av klyngeidentifikatorer håndhever bindingen av komplementære enheter ved hjelp Av bindingstabellene, som opprettholdes Av Zigbee-koordinatorer, da tabellen alltid må være tilgjengelig i et nettverk, og koordinatorer har mest sannsynlig en permanent strømforsyning. Sikkerhetskopier, administrert av lag på høyere nivå, kan være nødvendig av enkelte programmer. Binding krever en etablert kommunikasjonslink; etter at den eksisterer, avgjøres om en ny node skal legges til nettverket, i henhold til program-og sikkerhetspolicyene.

Kommunikasjon kan skje rett etter foreningen. Direkte adressering bruker både radioadresse og endepunktidentifikator, mens indirekte adressering bruker alle relevante felt (adresse, endepunkt, klynge og attributt) og krever at de sendes til nettverkskoordinatoren, som opprettholder foreninger og oversetter forespørsler om kommunikasjon. Indirekte adressering er spesielt nyttig for å holde noen enheter veldig enkle og minimere behovet for lagring. I tillegg til disse to metodene er kringkasting til alle endepunkter i en enhet tilgjengelig, og gruppeadressering brukes til å kommunisere med grupper av endepunkter som tilhører et sett med enheter.