基于ZigBee技术的无线传感网系统在环境监测中的应用技术--组网技术研究(5)
(5)发现单跳邻居节点和文护邻居节点信息。
ZigBee网络层提供网络层数据实体(NWK Layer Data Entity)NLDE)和网络层管理实体(NWK Layer Management Emity，NLME)作为应用层的接口。这两个实体分别通过其服务接入点向应用层提供数据传输服务和管理服务。这两个实体间还存在一个隐藏的接口，使NLME能使用NLDE的数据传输服务来实现它的一些管理任务。另外，NLME还需要文护网络信息库(Network information Base，NIB)。网络层的结构模型如图2-4所示。
图2-4网络层参考模型
网络层数据实体需要提供服务来支持应用程序在两个或多个设备间传输应用层协议数据单元。网络层数据实体提供如下服务：
(1)生成网络层协议数据单元(NWK Layer Protocol Data Unit，NPDU)：NLDE必须有能力在应用支持子层协议数据单元(APS Protocol Data Unit，APDU)的基础上，添加适当协议头来生成NPDU；
(2)指定拓扑传输路由：NLDE必须有能力将NPDU传送给一个合适的设备，该设备是通信的最终目的设备，或者是通向最终目的设备的下一个节点；
(3)安全：有能力保证传输的真实性和保密性。
网络层管理实体负责提供支持应用程序与协议栈互相作用的管理服务，具体如下：
(1)配置一个新的设备：有能力根据所要求的操作有效配置协议栈，配置选项包括成为ZigBee协调器的操作和加入现存网络的操作
(2)启动网络：具有建立新网络的能力；
(3)加入和离开网络：具有加入或离开网络的能力，以及在作为ZigBee协调器或路由器时要求设备离开网络的能力；
(4)地址分配：使ZigBee协调器和路由器具有为新加入网络的设备分配地址的能力：
(5)邻居发现：具有发现、记录和报告设备单跳邻居信息的能力；
(6)路由发现：具有发现和记录信息传输有效路径的能力；
(7)接收控制：使设备具有激活接收器及其工作时间长度的能力、使能MAC子层同步和直接接收的能力。
2.2.4 应用层
ZigBee应用层包括APS子层、ZigBee设备对象(ZDO)和制造商定义的应用对象。APS子层文护用于匹配两个设备的绑定表，传递绑定设备之间的消息。
ZDO定义设备在网络中的类型、发现设备、决定提供的应用服务、发起和响应绑定请求和在网络设备之间建立安全机制。在单个的ZigBee节点中可以支持240个应用实例，每个应用实例就对应一个端点和应用，端点号在l到240之间，端点O保留给节点的ZDO。
APS子层通过ZDO和厂商定义的应用对象使用的一系列服务在网络层和应用层之间提供接口，服务由APS数据实体(APSDE)服务接入点(APSDE．SAP)和APS管理实体(APSME)服务接入点(APSME．SAP)提供服务。APSDE为网络中的设备提供应用数据报的传输服务，APSME提供发现和绑定设备服务、文护管理对象的数据库。
ZDO代表了设备的ZigBee节点类型，驻留在应用层中，位于APS子层之上，ZDO负责初始化APS子层、网络层和安全服务提供者(SSP)，同时执行设备与服务发现、安全管理、网络管理、绑定服务和节点管理等。ZigBee应用框架是ZigBee设备上的应用对象的基本环境，在应用框架中，应用对象通过APSDE．SAP发送和接收数据，通过ZDO公共接口控制和管理应用对象。
2.3 ZigBee网络拓扑结构
2.3.1 ZigBee中的设备
根据设备功能的不同，IEEE 802．15．4把网络中的设备分为全功能设备(FFD：Full Fuction Device)和精简功能设备(RFD：Reduced Function Device)。FFD实现了IEEE 802.15.4协议的全集，而RFD则根据特定的应用只实现了IEEE802.15.4完整协议中的一部分。RFD主要用于非常简单的应用，通常不需要传输大量的数据，同一时间只和一个FFD关联和通信。所以RFD可以用最少的资源和存储容量来实现。一个FFD可以和RFD通信，也可以和其他的FFD通信。
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