Zigbee物联网实验综合平台的开发+文献综述(5)
由于本实验需要Z-stack协议栈支持，CC2530F256 结合了德州仪器的业界领先的黄金单元Zigbee 协议栈（Z-Stack），提供了一个强大和完整的Zigbee 解决方案。 所以CC2530是Zigbee技术硬件实施的不二选择。
本文中温度传感器芯片我选择了DS1820芯片，DS18B20数字温度计是DALLAS公司生产的1－Wire，即单总线器件，具有线路简单，体积小的特点。因此用它来组成一个测温系统，在一根通信线上可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。
DS18B20产品的特点：
（1）只要求一个端口即可实现通信。
（2）在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
（3）实际应用中不需要外部任何元器件即可实现测温。
（4）测量温度范围在－55℃到＋125℃之间。
（5）数字温度计的分辨率用户可以从9位到12位选择。
（6）内部有温度上、下限告警设置。
2.3 Zigbee技术概述
Zigbee技术是一个新兴的短距离，低速率的无线网络技术。它是一种介于无线标识技术和蓝牙之间的技术提案。它此前被称作“HomeRF Lite”或“FireFly”无线技术，主要用于近距离无线连接。它有自己的无线电标准，可以在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们之间的通信效率非常高。最后，这些数据就可以进人计算机用于分析或是被另外一种无线技术(如WiMax)收集。Zigbee是一组基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的有关组网、安全和应用软件方面的通信技术。IEEE 802.15.4是IEEE确定的低速无线局域网的标准，这个标准定义了物理层(physical layer, PHX)和介质访问层(medium access control layer,MAC)。 Zigbee协议栈的网络层和应用层API由Zigbee联盟进行标准化。Zigbee被业界认为是最有可能应用在工业监控、传感器网络、家庭监控、安全系统等领域的无线技术。
2.3.1 Zigbee协议的体系结构
Zigbee的体系结构由IEEE802.15.4层的各模块组成。每一层为其上层提供特定的服务：即由数据服务实体提供数据传输服务；管理实体提供所有的其他管理服务。每个服务实体通过相应的服务接入点为其上层提供一个接口，每个服务接入点通过服务原语来完成所对应的功能。Zigbee协议的体系结构如图2.3.1所示：
图2.1 Zigbee协议体系结构
a）物理层（PHY）
物理层定义了物理无线信道和MAC子层之间的接口，提供物理层数据服务和物理层管理服务。物理层内容简述如下：
（1）Zigbee的激活
（2）当前信道的能量检测
（3）接收链路服务质量信息
（4）Zigbee信道接入方式
（5）信道频率选择
（6）数据传输和接收
b）介质接入控制子层（MAC）
MAC层负责处理所有的物理无线信道访问，并产生网络信号、同步信号；支持PAN连接和分离，提供两个对等MAC实体之间可靠的链路。MAC层功能简述如下：
（1）络协调器产生信标
（2）与信标同步
（3）支持PAN(个域网)链路的建立和断开
（4）为设备的安全性提供支持
（5）信道接入方式采用免冲突载波检测多址接入(CSMA-CA)机制
（6）处理和文护保护时隙(GTS)机制
（7）在两个对等的MAC实体之间提供一个可靠的通信链路
c）网络层（NWK）
Zigbee协议的核心部分在网络层。网络层主要实现节点加入或离开网络、接收或抛弃其他节点、路由查找及传送数据等功能。网络层功能简述如下：
（1）网络连接端口的发现