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ZigBee3.0协议详解及zigbee模块物联网应用

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ZigBee无线技术在重新核准了其ZigBee(07)的规格之后,在其ZigBee(06)的基础上定义了ZigBee、ZigBee pro两个功能集,ZigBee07)在网络环境兼容方面的功能在此功能集上得到了强化。

ZigBee 3.0传输协议被推出的主要目的就是为了统一之前ZigBee协议在不同的应用层上的问题,ZigBee 3.0主要解决不同应用层协议之间不能够进行互相联通的困难,将不同应用层协议之间所接入的ZigBee设备,在设备被发现、链接加入、组网形式等进行了统一化,让ZigBee设备在组网时更方便,进一步将ZigBee协议变得更标准化了。

ZigBee 3.0与早前版本的应用方式区别:

1.zigbee组网方式发生变化:

ZigBee 3.0取缔了一上电就组网的方式,而是根据实际需要进行组网。任何设备在出厂状态下是无网络状态,zigbee协调器需要运行“formation”(调用bdb_StartCommissioning(BDB_COMMISSIONING_MODE_NWK_FORMATION))来新建网络,然后再运行"Steering"(调用bdb_StartCommissioning(BDB_COMMISSIONING_MODE_NWK_STEERING )) 打开网络,打开网络默认时间180秒,可通过广播"ZDP_MgmtPermitJoinReq"的方式将打开网络提前关闭。在这180秒内,zigbee路由器zigbee终端节点也使用"Steering"来触发入网。"Steering"可以通过按键或者串口来触发,协调器和未入网的设备在同一个时间段内触发,就能实现根据需求组网。

zigbee协调器

2.密钥安全机制增强:

ZigBee 3.0的设备加入协调器后,协调器会记住每个设备的MAC地址,并给他们分配一个单独的密钥,即APS Key。这个APS Key有以下用途:

①当协调器的统一密钥(即NWK Key)被泄露时可以更换密钥,更换的密钥不再通过“ZigBee Alliance09”这个人人皆知的密钥进行加密,使用APS Key单独下发给每个入网设备。

协调器对入网设备进行OTA升级时,可以使用APS Key对升级文件进行加密,防止升级文件被篡改。

zigbee3.0安全通讯标准

3.网络管理机制:

ZigBee 3.0中完善了设备的管理机制,首先协调器可以知道全网络中的设备加入和退出,这样可以只在协调器上操作就可以完成对入网设备的管理和控制。

zigbee3.0通信网络层

4.完善的ZCL协议规范:

通过对ZCL协议的完善化,使ZigBee设备的功能更具备模块化。ZCL规范针对ZigBee设备支持的功能进行了格式化处理,即使是设备端自定义的私有功能也可以在ZCL的数据格式下进行传输。在ZCL数据格式的作用下,ZigBee设备支持的功能可以灵活的增加或裁减,避免了ZigBee设备因为硬件上功能的修改导致数据格式大幅度修改,导致不必要的麻烦。

zigbee3.0通信标准

zigbee模块主要物联网应用场景

zigbee模块适用于多种物联网应用场景:智能家居以及工业传感器;安防系统、定位系统;无线遥控,无人机;无线游戏遥控器;医疗保健产品;无线语音,无线耳机;汽车行业应用(尤其智能家居)。

zigbee智能路灯解决方案

zigbee智能医疗监控系统

ZigBee 3.0协议存在的问题

ZigBee 3.0传输协议在2016年就已经发布,历经几年时间,互联互通的梦想仍然还未实现,一个个独立的生态圈壁垒却日益强大,如今还要面临Matter协议的强有力冲击,甚至有被取代的可能性。

ZigBee 3.0 将入网许可开放给了品牌商,如今看来,这似乎不利于智能家居的互联互通。购买ZigBee模块产品设备,用户最关心的问题便是新买的ZigBee设备是否能与家中已有的ZigBee网关互联,许多品牌能与自家的网关互联,却无法与另一品牌的网关相互联。举个例子,飞利浦的智能灯泡能与自家的飞利浦网关互联,可与已认证的亚马逊音箱互联,却不能与另一品牌的网关互联。

ZigBee 3.0 中有三种设备类型:协调器、路由设备、终端设备。zigbee网关便是典型的协调器设备,因为协调器的存在,确定了Zigbee无线模块最大的亮点-自组网,也因此有了业内体验极好的“多设备一键入网”功能。

但也因为协调器的存在,造成入网许可的私有化,它可以拒绝非自有生态的设备的入网,最终产生了品牌壁垒。

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