Existem três classes de dispositivos Zigbee: coordenador ZigBee (ZC): o dispositivo mais capaz, o coordenador forma a raiz da árvore da rede e pode se conectar a outras redes. Há precisamente um coordenador Zigbee em cada rede, uma vez que é o dispositivo que iniciou a rede originalmente (a especificação Zigbee LightLink também permite a operação sem um coordenador Zigbee, tornando-o mais utilizável para produtos domésticos fora da prateleira). Ele armazena informações sobre a rede, inclusive atuando como centro de confiança e repositório para chaves de segurança.

os protocolos actuais do Zigbee suportam as redes activadas e não activadas pelo beacon. Em redes não ligadas a balizas, é usado um mecanismo de acesso de canal CSMA/CA não pontilhado. Neste tipo de Rede, Roteadores Zigbee tipicamente têm seus receptores continuamente ativos, exigindo potência adicional. No entanto, isso permite redes heterogêneas em que alguns dispositivos recebem continuamente, enquanto outros transmitem quando necessário. O exemplo típico de uma rede heterogênea é um interruptor de luz sem fio: O nó de Zigbee na lâmpada pode receber constantemente, uma vez que é alimentado de forma confiável pela rede de alimentação da lâmpada, enquanto um interruptor de luz alimentado por bateria permaneceria adormecido até que o interruptor é lançado. Nesse caso, o interruptor acorda, envia um comando para a lâmpada, recebe um reconhecimento e volta a dormir. Em tal rede, o nó de lâmpada será pelo menos um roteador de Zigbee, se não o coordenador de Zigbee; o nó de switch é tipicamente um dispositivo de fim de Zigbee. Em redes ativadas por balizas, roteadores Zigbee transmitem balizas periódicas para confirmar sua presença em outros nós de rede. Nós podem dormir entre beacons, aumentando assim a sua vida útil da bateria. Beacon intervalos dependem da taxa de dados; elas podem variar de 15.36 milissegundos para 251.65824 segundos em 250 kbit/s, a partir de 24 de milissegundos para 393.216 segundos a 40 kbit/s e a partir de 48 milissegundos para 786.432 segundos em 20 kbit/s. Longa beacon intervalos exigem precisão do tempo, que pode ser caro para implementar em produtos de baixo custo.em geral, os protocolos Zigbee minimizam o tempo em que o rádio Está ligado, de modo a reduzir o uso de energia. Em redes de beaconing, nós só precisam estar ativos enquanto um farol está sendo transmitido. Em redes não ligadas a sinalizadores, o consumo de energia é decididamente assimétrico: alguns dispositivos estão sempre ativos, enquanto outros passam a maior parte do seu tempo dormindo.

exceto para o perfil de Energia Inteligente 2.0, os dispositivos Zigbee são obrigados a cumprir o padrão IEEE 802.15.4-2003 Low-rate Wireless Personal Area Network (LR-WPAN). The standard specifies the lower protocol layers—the physical layer (PHY), and the media access control portion of the data link layer. O modo básico de acesso ao canal é o acesso múltiplo carrier-sense com anticolisão (CSMA / CA). Isto é, os nós comunicam de uma forma algo análoga à forma como os humanos conversam: um nó verifica brevemente para ver que outros nós não estão falando antes de começar. CSMA / CA não é usado em três exceções notáveis:

• agradecimentos de mensagens
• Beacons são enviados em um cronograma fixo.dispositivos
• em redes com balizas com baixa latência, os requisitos em tempo real também podem utilizar faixas horárias garantidas.

Rede layerEdit

As principais funções da camada de rede para permitir o uso correto da subcamada MAC e fornecer uma interface adequada para uso pelo próximo camada superior, a saber, a camada de aplicação. Suas capacidades e estrutura são as tipicamente associadas a essas camadas de rede, incluindo roteamento. A função da camada de rede é exatamente como soa; ela lida com funções de rede como conectar, desconectar e configurar redes. Ele irá adicionar uma rede, alocar endereços, e adicionar e remover certos dispositivos. Esta camada faz uso de topologias de estrela, malha e árvore. Ele adiciona uma interface para a camada de Aplicação.

por um lado, a entidade de dados cria e gerencia unidades de dados de camada de rede a partir da carga útil da camada de aplicação e executa roteamento de acordo com a topologia atual. Por outro lado, há o controle de camada, que é usado para lidar com a configuração de novos dispositivos e estabelecer novas redes: ele pode determinar se um dispositivo vizinho pertence à rede e descobre novos vizinhos e roteadores. O controle também pode detectar a presença de um receptor, que permite a comunicação direta e sincronização MAC.

O Protocolo de roteamento usado pela camada de rede é AODV. Em AODV, para encontrar o dispositivo de destino, AODV transmite um pedido de rota para todos os seus vizinhos. Os vizinhos, em seguida, transmitir o pedido para seus vizinhos e em frente até o destino é alcançado. Uma vez que o destino é alcançado, ele envia sua resposta via transmissão unicast seguindo o caminho de menor custo de volta para a fonte. Uma vez que a fonte recebe a resposta, ela irá atualizar sua tabela de roteamento para o endereço de destino do próximo hop no caminho eo custo do caminho.

Application layerEdit

a camada de aplicação é a camada de nível mais alto definida pela especificação e é a interface eficaz do sistema Zigbee para seus usuários finais. Compreende a maioria dos componentes adicionados pela especificação Zigbee: tanto a ZDO quanto seus procedimentos de gestão, juntamente com objetos de aplicação definidos pelo fabricante, são considerados parte desta camada. Esta camada liga tabelas, envia mensagens entre dispositivos ligados, gerencia endereços de grupo, reagrupa pacotes e também transporta dados. É responsável pela prestação de serviços aos perfis de dispositivos Zigbee.o ZDO (objeto do dispositivo Zigbee), um protocolo na pilha do protocolo Zigbee, é responsável pela gestão geral do dispositivo, chaves de segurança e políticas. Ele é responsável por definir o papel de um dispositivo como coordenador ou dispositivo final, como mencionado acima, mas também para a descoberta de novos (um salto) dispositivos na rede e a identificação dos respectivos serviços oferecidos. Poderá então estabelecer ligações seguras com dispositivos externos e responder a pedidos vinculativos em conformidade.

a sub-camada de suporte de Aplicação (APS) é o outro principal componente padrão da camada, e, como tal, oferece uma interface bem definida e serviços de controle. Funciona como uma ponte entre a camada de rede e os outros elementos da camada de Aplicação: mantém as tabelas de ligação atualizadas sob a forma de uma base de dados, que pode ser usada para encontrar dispositivos apropriados dependendo dos serviços que são necessários e aqueles que os diferentes dispositivos oferecem. Como a união entre ambas as camadas especificadas, ele também encaminha mensagens através das camadas da pilha de Protocolo.

Comunicação modelsEdit

Zigbee de alto nível do modelo de comunicação

Uma aplicação pode consistir de comunicação de objetos que cooperam para realizar as tarefas desejadas. O foco do Zigbee é distribuir o trabalho entre muitos dispositivos diferentes que residem dentro de nós Zigbee individuais que, por sua vez, formam uma rede (esse trabalho normalmente será em grande parte local para cada dispositivo, por exemplo, o controle de cada aparelho doméstico).

A coleção de objetos que formam a rede se comunica usando as facilidades fornecidas por APS, supervisionadas por interfaces ZDO. O serviço de dados da camada de aplicação segue uma estrutura típica de pedido-confirmação/indicação-resposta. Dentro de um único dispositivo, até 240 objetos de aplicação podem existir, numerados na faixa de 1-240. 0 está reservado para a interface de dados ZDO e 255 para transmissão; o intervalo 241-254 não está atualmente em uso, mas pode estar no futuro.

dois serviços estão disponíveis para objetos de aplicação a usar (em Zigbee 1.0):

• o serviço de pares de valores-chave (KVP) é feito para fins de configuração. Ele permite a descrição, solicitação e modificação do atributo objeto através de uma interface simples baseada em getting/set e primitivas de Eventos, alguns permitindo um pedido para uma resposta. Configuração usa XML comprimido (XML completo pode ser usado) para fornecer uma solução adaptável e elegante.o serviço de mensagens foi concebido para oferecer uma abordagem geral ao tratamento da informação, evitando a necessidade de adaptar os protocolos de aplicação e as despesas gerais potenciais incorridas pela KVP. Permite que cargas arbitrárias sejam transmitidas através de quadros APS.

o endereçamento também faz parte da camada de Aplicação. Um nó de rede consiste em um transceptor de rádio 802.15.4 conforme e uma ou mais descrições de dispositivos (basicamente coleções de atributos que podem ser pesquisados ou definidos, ou que podem ser monitorados através de eventos). O transceiver é a base para endereçamento, e os dispositivos dentro de um nó são especificados por um identificador de endpoint na faixa 1-240.

Communication and device discoveryEdit

For applications to communicate, their compreensing devices must use a common application protocol (types of messages, formats and so on); these sets of conventions are grouped in profiles. Além disso, o encadeamento é decidido combinando identificadores de conjuntos de entrada e saída, únicos no contexto de um dado perfil e associados a um fluxo de dados de entrada ou saída num dispositivo. As tabelas de ligação contêm pares de origem e de destino.dependendo da informação disponível, a descoberta do dispositivo pode seguir métodos diferentes. Quando o endereço de rede é conhecido, o endereço IEEE pode ser solicitado usando a comunicação unicast. Quando não é, petições são transmitidas (o endereço do IEEE faz parte da carga de resposta). Os dispositivos finais irão simplesmente responder com o endereço solicitado, enquanto um coordenador de rede ou um roteador irá também enviar os endereços de todos os dispositivos associados a ele.

Esta extensão de protocolo de descoberta permite que dispositivos externos para saber sobre os dispositivos em uma rede e os serviços que eles oferecem, os pontos de extremidade pode comunicar quando consultado pela descoberta de dispositivo (que obteve previamente os respectivos endereços). Serviços de correspondência também podem ser usados.

o uso de identificadores de cluster impõe a ligação de entidades complementares usando as tabelas de ligação, que são mantidas pelos coordenadores Zigbee, uma vez que a tabela deve estar sempre disponível dentro de uma rede e os coordenadores são mais propensos a ter uma fonte de alimentação permanente. Backups, gerenciados por camadas de nível superior, podem ser necessários por algumas aplicações. A vinculação requer um link de comunicação estabelecido; depois de existir, se adicionar um novo nó à rede é decidido, de acordo com as Políticas de aplicação e segurança.A comunicação pode acontecer logo após a associação. O endereçamento direto utiliza tanto o endereço rádio como o identificador do ponto final, enquanto o endereçamento indireto utiliza todos os campos relevantes (endereço, ponto final, cluster e Atributo) e exige que eles sejam enviados ao coordenador da rede, que mantém associações e traduz pedidos de comunicação. O endereçamento indireto é particularmente útil para manter alguns dispositivos muito simples e minimizar a sua necessidade de armazenamento. Além destes dois métodos, a transmissão para todos os endpoints em um dispositivo está disponível, e o endereçamento em grupo é usado para se comunicar com grupos de endpoints pertencentes a um conjunto de dispositivos.