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【ZigBee技术解析】ZigBee应用层功能特性详解




ZigBee协议分享系列第四集(上)

大家好,上周我们分享了ZigBee网络拓扑规划,本周的两个ZigBee技术视频我们来讲解ZigBee应用层功能和ZigBee协议以及ZigBee安全性中的ZigBee应用层功能和协议。

Zigbee应用层是Zigbee协议栈中负责定义和管理网络拓扑、安全、以及数据传输的核心层级,为设备间提供高效、可靠、低功耗的通信服务。ZigBee应用层的功能和特性如下:

1、Zigbee应用层支持多种设备间通信模式,包括点对点通信、星型网络、树状网络和网状网络。网状网络是Zigbee的一大特色,允许设备间形成多跳路由,提高网络覆盖范围和可靠性,尤其是在复杂环境或障碍物较多的情况下。

2、应用层协议通常建立在Zigbee标准的簇库之上,提供更加具体的应用场景支持和功能扩展。什么是簇?簇是一个逻辑单元,代表特定的功能或服务,如开/关控制、温度读取、电池状态报告等。每个簇都有一个唯一标识符(Cluster ID)和预定义的命令集。数据包包含簇ID、命令ID、参数等字段,确保设备间数据交换的标准化和互操作性。

3、Zigbee应用层支持群组通信,允许设备向一组具有相同群组地址的目标设备发送消息,而不必逐一指定每个接收者。群组管理功能简化了多设备控制场景,例如一键开关所有家庭照明设备。

4、场景控制是Zigbee应用层支持的一种高级功能,允许用户定义和存储一组设备的状态(如亮度、颜色、温度等),并可以一键触发这些状态的同步变化,创建特定的环境氛围。场景信息通常存储在协调器或具备场景管理能力的设备中。

5、设备发现过程由Zigbee设备对象管理,包括设备加入网络、设备类型查询、服务发现等功能。新设备通过网络加入过程获得网络地址和安全设置,其他设备可通过查询请求发现网络中可用的服务和设备属性,实现动态网络配置和设备间的相互识别。

6、应用层支持多种安全机制,如基于AES-128的加密、消息完整性检查(MIC)、设备认证等,确保数据在无线传输过程中的保密性和完整性。设备之间的安全关联通过网络密钥和设备密钥管理,实现安全的网络接入和数据交换。

下一篇我们将要解析目前常见的ZigBee应用层协议,我们下期再见。

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