如何在创建ZigBee应用时做出正确的选择

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1、如何在创建ZigBee应用时做出正确的选择低功耗、低成本的ZigBee无线网络标准使得把无线通信功能嵌入到日用家电成为可能。它的支持者宣称，该标准将在家庭和楼宇自动化、节能甚至国土安全领域开拓丰富的新市场。尽管ZigBeev1.0版规范已经得到最终批准，但对于打算进入这个市场的公司来说，该协议不是能以一种规格适应所有应用的“万能药”。在其最基础层，ZigBee确保了与其它符合标准的产品的互操作性。而与ZigBee的潜在应用非常之广一样，开发人员必须权衡的问题也非常之多，包括更深层的应用、架构和平台等。ZigBee标

2、准提供了网络、安全和应用支持服务，这些服务工作在IEEE802.15.4媒体存取控制(MAC)和物理层(PHY)无线标准之上。它采用了一整套技术来实现可扩展、自组织、自恢复的网络，这种网络可以管理各种各样的数据传输模式(见图1)。尽管ZigBee常常被默认为无线网格网络，但该标准实际上支持多种网络拓扑，包括星型、簇树型(clustertree)或星/网格混合型网络(见图2)。因此，开发人员首先要考虑的是“哪种网络结构最适合我的应用需要？”如果数据可靠性是关键要求，那么网格网络架构针对固有的不可知缺陷提供了最佳防护，

3、这些缺陷有可能导致任何无线环境(例如存在RF衰减、电磁干扰和多径信号的情况)中的信号质量下降。通过把ZigBee接收器和发射器放得更加靠近，所有这三种条件的负面效果将会减轻。网格网络的冗余通道会确保提供替代的数据通道，从而避免单节点故障。其它应用也许需要ZigBee路由器来扩展网络的工作范围，其中路由器将充当因为相距太远而不能直接通信的节点之间的中继器。此外，这种部署方案可能依赖于电池供电的路由器，所以需要相当数量的“睡眠”时间以增加它们的使用寿命。例如，在一个农作物监视网络或者类似的农业应用中，簇树型结构也许是最

4、好的选择。它可以把多个子网络汇聚成一个长距离的ZigBee广域网。在这个广域网中，低数据率的通信流沿着树进行传输，而只有当需要发送或接收适当子网之间的数据时才唤醒电池供电的路由器。反之，一些较短距离的应用更适合采用星型拓扑，因为它可以免除网格网络的路由通信负担。互操作性尽管ZigBee是一个开放标准，但它也赋予了OEM很大的自由度，允许他们决定自己的产品应该在多大程度上向第三方供应商开放。因为ZigBee标准只定义了网络、安全和应用接口层，所以开发商可以购买整个ZigBee协议栈，包括针对特定产品的应用类(prof

5、ile)，或者只许可实现基本的网络级互操作性的联网层。在应用层，开发商必须决定是采用公共的应用类还是开发自己专有的类。ZigBeev1.0已经为照明应用定义了基本的公共类，并正在制定针对HVAC、工业传感器和其它传感器的应用类。任何公司都可以设计与支持公共类的产品相兼容的产品。例如，一个采用公共ZigBee照明类的荧光灯镇流器供应商可以与采用相同类的第三方灯开关调光器实现互操作。开发人员可以对该公共类加入他们自己的看法和感觉。ZigBee设备采用应用对象进行建模，这些应用对象通过交换类对象和它们的属性实现与其它设备

6、的通信。尽管这看起来同ZigBee的开放精神相矛盾，但一些OEM也会开发不在应用层提供互操作性的产品。开发商可以设计专有的应用类，以创造只有单一供应商的设备，或者选择第三方设备。ZigBee定义了一个抽象接口，而平台供应商提供了应用编程接口(API)，该API定义了应用如何被集成到ZigBee协议栈的规则。一个专有的ZigBee系统仍然可以在网络层上受益于第三方产品制造商。ZigBee底层栈的互操作性提供了数据路由、媒体存取控制、网络形成及维护、设备和服务发现等功能。数据如何进行传输是开发人员考虑的另一个关键因素，

7、因为ZigBee没有定义传输层。开发人员必须决定到底是自己创建传输机制，还是使用一个带有内置传输层的ZigBee芯片来创建他们的应用。例如，Ember公司连同ZigBee协议栈一道提供了一个传输层，这有助于简化应用开发过程并确保可靠的端到端消息传递。该传输层提供了开发人员可以据此定义专有ZigBee类的框架。安全性大部分ZigBee解决方案将需要某种级别的安全性。ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全类和软件，并集成了802.15.4的安全元素。ZigBee协议栈类为MAC、网络和应用层定义了安全性。它

8、的安全服务包括针对关键进程建立和传输、设备管理和框架保护的方法。如果开发人员选择使用一个公共的ZigBee类，那么就已经为其应用做出了安全决策，因为在该类中已经对安全性进行了预定义。即使开发人员打算创建一个专有类的应用，他仍可以在若干个ZigBee预定义的栈类中挑选一种安全模式。在这个层上，开发人员需要决定这样一些问题：是否需要对数据帧的载荷进行加密，以及附