Sieci Bezprzewodowe

Standard IEEE 802.15.4 ZigBee

motywacja



Proste systemy pomiarowe i sterujące, takie jak

różnego rodzaju alarmy bądź systemy sterowania

oświetleniem, montowane w nowoczesnych

inteligentnych budynkach nastawione są na

częstą

wymianę niewielkich porcji informacji

pomiędzy

urządzeniami. Często sieci tworzące takie systemy

składają się z wielu węzłów, z których

zdecydowana większość zasilana jest wyłącznie

bateryjnie dlatego też wymagania stawiane przez

te systemy skupiają się przede wszystkim na

niskiej cenie oraz jak najdłuższym czasie pracy

urządzenia bez konieczności wymiany baterii.

Standard IEEE 802.15.4 ZigBee

motywacja



Standard IEEE 802.15.4 został opracowany z myślą

o sieciach typu LR-WPAN ( ang.

Low-Rate Wirless

Personal Area Network)

, których przeznaczeniem

jest transmisja informacji z relatywnie niską

prędkością na niewielką odległość.



Dodatkowo, urządzenia tworzące taką sieć

powinny charakteryzować się niskim zużyciem

energii oraz możliwie jak najmniejszym stopniem

skomplikowania, co z kolei powinno przekładać się

na ich niską cenę.

Standard IEEE 802.15.4

ZigBee



Standard opisuje dwie warstwy: warstwę fizyczną

(ang. Physical Layer)

oraz podwarstwę MAC

(ang.

Medium Access Control)

zarządzającą dostępem

do medium transmisyjnego.

Standard IEEE 802.15.4 ZigBee

główne cechy standardu



bezprzewodowa transmisja z jedną z czterech

możliwych prędkości: 250 kb/s, 100 kb/s, 40 kb/s i

20 kb/s



topologia gwiazdy lub topologia typu

Peer-to-Peer



dwa rodzaje adresowania – krótkie 16-to bitowe

oraz rozszerzone 64-to bitowe



możliwość zagwarantowania transmisji dla

poszczególnych urządzeń poprzez mechanizm

gwarantowanych slotów czasowych GTS

(ang.

Guaranteed Time Slots)

Standard IEEE 802.15.4 ZigBee

główne cechy standardu



protokół wielodostępu do łącza z wykrywaniem

fali nośnej oraz unikaniem kolizji CSMA-CA

(ang.

Carrier Sense Mutliple Access with Colision

Avoidance)



niskie zużycie energii



monitorowanie poziomu energii w kanale

transmisyjnym



ocena jakości połączenia LQI

(ang. Link Quality

Indication)

Komponenty sieci IEEE

802.15.4

System zgodny ze standardem IEEE 802.15.4

składa się z wielu komponentów.

Najbardziej podstawowym jest urządzenie

(ang.

device)

. W specyfikacji wyróżnia się dwa typu

urządzeń:



FFD

(ang. Full-Function Device)

- o pełnej

funkcjonalności,



RFD

(ang. Reduced-Function Device)

- o

zredukowanej funkcjonalności.

Komponenty sieci IEEE

802.15.4



Urządzenie typu FFD charakteryzuje się relatywnie

dużą mocą obliczeniową. Może pracować zarówno

jako koordynator sieci lub jako zwykły węzeł.

Zaimplementowane w urządzeniu FFD mechanizmy

komunikacji pozwalają na wymianę informacji z

każdym innym urządzeniem znajdującym się w sieci.



Urządzenie typu RFD to możliwie jak najprostsze i

zarazem najtańsze urządzenie, umożliwiające

jedynie komunikację z urządzeniami typu FFD.

Urządzenia tego typu

nie mogą

być koordynatorami

sieci.

Komponenty sieci IEEE

802.15.4



Dwa lub więcej urządzeń znajdujących się w osobistej

przestrzeni użytkownika komunikujące się ze sobą za

pomocą tego samego kanału fizycznego tworzą sieć

WPAN. Sieć taka musi zawierać minimum jedno

urządzenie typu FFD, które pełni funkcję koordynatora.



Koordynator sieci to urządzenie tworzące sieć.

Najczęściej jest ono centralnym węzłem sieci, do

którego kierowana jest większość lub wszystkie

wiadomości. Do jego głównych zadań należą:

stworzenie sieci, ustawienie podstawowych

parametrów takich jak struktura sieci czy adres oraz

zarządzanie utworzoną siecią.

Struktury sieci



specyfikacja IEEE 802.15.4 umożliwia tworzenie

dwóch różnych topologii sieci: gwiazdy

(ang. Star

topology)

lub topologii typu

Peer-to-Peer

. Niezależnie

od wykorzystanej topologii każde urządzenie musi

posiadać unikatowy 64-bitowy adres, który

wykorzystywany jest w przypadku komunikacji.

Specyfikacja dopuszcza również stosowanie

skróconych 16- bitowych adresów, unikatowych

wewnątrz jednej sieci

PAN

. Adresy takie są

przyznawane przez koordynatora sieci. Każda sieć

PAN

posiada unikatowy 16-bitowy identyfikator,

który umożliwia stosowanie skróconych adresów do

komunikacji wewnątrz sieci oraz komunikację

pomiędzy niezależnymi sieciami

PAN

Topologia gwiazdy



Sieć o topologii gwiazdy składa się z jednego

urządzenia typu FFD pełniącego funkcję koordynatora

sieci oraz z innych urządzeń dowolnego typu.

Bezpośrednia wymiana informacji jest możliwa tylko

pomiędzy koordynatorem a pozostałymi węzłami

sieci. Wymiana informacji pomiędzy węzłami sieci

może odbywać się tylko z wykorzystaniem

koordynatora.

W topologii tego typu koordynator najczęściej

zasilany jest z sieci energetycznej, natomiast

pozostałe węzły zasilane są bateryjnie.

Topologia

Peer-to-Peer



Topologia

Peer-to-Peer p

odobnie jak dla topologia

gwiazdy sieć musi zawierać jedno urządzenie typu

FFD, pełniące funkcję koordynatora sieci, jednakże

jest możliwa również bezpośrednia komunikacja

pomiędzy dowolnymi dwoma urządzeniami

znajdującymi się w zasięgu radiowym.

Dodatkowo możliwe jest zrealizowanie komunikacji

pomiędzy urządzeniami nie znajdującymi się w

bezpośrednim zasięgu radiowym przy użyciu

urządzeń typu FFD, które pełnią w tym wypadku

dodatkowo funkcję pośrednika transmisji.

Struktura Superramki



W standardzie IEEE 802.15.4 transmisja może być

realizowana z wykorzystaniem struktury superramki,

której format jest definiowany przez koordynatora

sieci.



Superramka składa się z 16 slotów czasowych o

równej długości i opcjonalnie może zawierać dwa

okresy: aktywny i nieaktywny.



Okres nieaktywny stosuje się w celu obniżenia

zużycia energii przez urządzenia pracujące w sieci,

które mogą wyłączyć transceivery radiowe na czas

trwania tego okresu.

Struktura Superramki



Początek oraz koniec każdej superramki jest wyznaczany

przez ramki

beacon

wysyłane przez koordynatora sieci.



Ramki te służą do synchronizacji urządzeń, poznania

identyfikatora sieci oraz wyznaczają strukturę

superramki. Na początku superramki zawsze występuje

okres rywalizacyjnego dostępu do kanału

(ang.

Contention Acces Period CAP),

w którym urządzenia

chcące transmitować jakieś informację próbują uzyskać

dostęp do medium transmisyjnego, przy pomocy

szczelinowej wersji algorytmu CSMA-CA.



Wszystkie transmisje muszą zostać ukończone przed

końcem superramki tj. przed nadejściem ramki

beacon

Superramka zawierająca okres

CAP i CFP



W przypadku gdy w sieci pracują urządzenia wymagające

zagwarantowania określonego pasma, superramka może

zawierać gwarantowane szczeliny czasowe

(ang. Guaranted

Time Slot GTS

) które tworzą okres bez-rywalizacyjnego

dostępu do kanału

(ang. Contetntion Free Period CFP)

znajdującego się zawsze na końcu aktywnej części superramki.

W gwarantowanej szczelinie prawo do transmisji posiada

jedynie urządzenie, któremu szczelina ta została przypisana.

Urządzenie musi zakończyć transmisję przed końcem

zagwarantowanego czasu, który może być dłuższy niż czas

trwania jednej szczeliny czasowej występującej w okresie CAP.

Koordynator może zaalokować maksymalnie 7 szczelin typu

GTS.

Model transferu danych

W standardzie wyróżnia się trzy możliwe rodzaje transmisji:



transmisja danych do koordynatora



transmisja danych od koordynatora



transmisja danych pomiędzy dwoma dowolnymi

urządzeniami

W przypadku gdy sieć pracuje w topologii gwiazdy możliwa

jest jedynie wymiana danych pomiędzy koordynatorem

a innym urządzeniem, natomiast dla topologii typu

Peer-to- Peer

wszystkie rodzaje transmisji są możliwe.

Transmisja danych do

koordynatora



Jeżeli sieć wykorzystuję strukturę superramki

urządzenie posiadające dane przeznaczone do

wysłania koordynatorowi oczekuje na odebranie

ramki

beacon

, a następnie synchronizuje się do

struktury superramki i próbuje uzyskać dostęp do

kanału transmisyjnego używając szczelinowej

wersji algorytmu CSMA-CA.

Po uzyskaniu dostępu urządzenie transmituje dane

do koordynatora i jeżeli wysłana ramka danych

zawiera prośbę o potwierdzenie to oczekuje na

potwierdzenie wysyłane przez koordynatora.

Transmisja danych do

koordynatora



W przypadku gdy koordynator nie rozsyła ramek

typu

beacon

sygnalizujących początek i koniec

superramki urządzenie chcące transmitować

informację do koordynatora uzyskuję dostęp do

medium transmisyjnego przy użyciu mechanizmu

CSMA-CA

w wersji normalnej i wysyła dane.

Jeżeli urządzenie wymaga potwierdzenia wysłanej

ramki to koordynator wysyła potwierdzenie tak

szybko jak to możliwe.

Transmisja danych od

koordynatora



W przypadku gdy sieć pracuje z wykorzystaniem struktury

superramki, koordynator w ramce

beacon

informuje

adresata, że posiada dane przeznaczone dla niego.



Urządzenie po odebraniu ramki

beacon

z tą informacją

wysyła do koordynatora ramkę z prośbą o przesłanie danych,

używając szczelinowej wersji mechanizmu CSMA-CA.



Koordynator po odebraniu tej wiadomości wysyła

potwierdzenie jej odebrania i następnie przesyła ramkę z

danymi używając szczelinowego algorytmu CSMA-CA lub

jeżeli to możliwe to od razu po wysłaniu potwierdzenia.



Urządzenie może potwierdzić odebranie danych wysyłając

ramkę potwierdzenia.

Transmisja danych od

koordynatora



W sytuacji gdy koordynator nie używa struktury

superramki i ma jakieś informacje do przesłania

czeka, aż urządzenie prześle ramkę komendy MAC z

prośbą o przesłanie danych. Częstotliwość wysyłania

tej ramki przez węzły sieci nie jest określona w

standardzie, lecz ustalana przez twórców aplikacji.



Koordynator po odebraniu prośby przesyła

potwierdzenie odebrania ramki i jeżeli posiada jakieś

dane przeznaczone do transmisji to korzysta z

algorytmu CSMA-CA starając się o dostęp do kanału

transmisyjnego.

Transmisja danych od

koordynatora



W wypadku gdy koordynator nie ma danych do

wysłania zaznacza brak danych w potwierdzeniu

odebrania komendy MAC lub przesyła ramkę

danych o zerowej długości pola danych.



Jeżeli koordynator wymaga potwierdzenia

odebrania danych to adresat odsyła ramkę

potwierdzającą.

Transmisja danych pomiędzy

dwoma dowolnymi

urządzeniami



W sieciach o topologii

Peer-to-Peer

każde

urządzenie może komunikować się z innym

znajdującym się w operacyjnej przestrzeni

radiowej.



Urządzenia wysyłają informację wykorzystując

mechanizm CSMA-CA.



Sposób synchronizacji pomiędzy urządzeniami nie

został zdefiniowany w standardzie.

Warstwa fizyczna PHY

Warstwa fizyczna IEEE 802.14.5 jest odpowiedzialna za:



aktywację oraz dezaktywację transceiverów

radiowych,



wykrywanie poziomu energii ED

(ang. Energy

Detection

) w kanale radiowym,



pomiar współczynnika jakości połączenia LQI

(ang.

Link Quality Indicator

) dla odebranych pakietów,



ocenę stanu zajętości kanału przy pomocy algorytmu

CSMA-CA,



wybór kanału częstotliwościowego,



wysyłanie i odbieranie informacji.

Warstwa fizyczna PHY

W pierwszej wersji standardu, opublikowanej w 2003

roku

zdefiniowano dwa segmenty PHY:



segment częstotliwości nośnych 868/915 MHz z

zastosowaniem mechanizmu bezpośredniego

rozpraszania widma DSSS

(ang. Direct Sequence

Spread Spectrum)

i modulacji BPSK

(ang. Binary

Phase Shift Keying)

Dla częstotliwości nośnej 868 MHz - 20 kbit/s i 1

kanał, dla częstotliwości 915 MHz 40 kbit/s i 10

kanałów.

Warstwa fizyczna PHY



segment częstotliwości nośnych 2450 MHz z

zastosowaniem mechanizmu bezpośredniego

rozpraszania widma DSSS oraz modulacją O-QPSK

(ang. Offset Quadrature Phase Shift Keying)

Prędkość transmisji dla tego segmentu wynosi

250 kbit/s, a ilość zdefiniowanych kanałów 16.

Warstwa fizyczna PHY

W aktualizacji standardu z 2006 roku dodano dwa nowe

segmenty PHY:



segment częstotliwości nośnych 868/915 MHz

z zastosowaniem mechanizmu bezpośredniego

rozpraszania widma DSSS oraz modulacją O-QPSK .

Nowy rodzaj modulacji umożliwił przesyłanie danych

z prędkością 100 kbit/s dla częstotliwości 868 MHz

oraz 250 kbit/s dla częstotliwości 915 MHz.

Zdefiniowano jeden kanał dla częstotliwości 868 MHz

i dziesięć kanałów dla częstotliwości 915 MHz.

Warstwa fizyczna PHY



segment częstotliwości nośnych 868/915 MHz

z zastosowaniem mechanizmu równoległego

rozpraszania widma PSSS

(ang. Parallel Sequence

Spread Spectrum

) oraz modulacją amplitudową

ASK

(ang. Amplitude Shift Keying

). Zdefiniowano

jeden kanał dla częstotliwości 868 MHz i dziesięć

kanałów dla częstotliwości 915 MHz.

Prędkość transmisji dla obydwu częstotliwośći

wynosi 250 kbit/s.

Warstwa fizyczna PHY



Warstwa fizyczna zapewnia interfejs pomiędzy

podwarstwą MAC i fizycznym kanałem radiowym.



Warstwa ta zawiera jednostkę zarządzającą PLME

(ang. Physical Layer Management Entity)

która

definiuje interfejs, przez który mogą być wywołane

funkcje zarządzające.



Dodatkowo PLME jest odpowiedzialna za

przechowywanie informacji (bazy danych) o

zarządzanych obiektach dotyczących warstwy

fizycznej – PHY PIB

(ang. PAN Information Database

Warstwa fizyczna PHY



Opisywana warstwa zawiera dwa punkty

dostępowe, poprzez które wyższe warstwy

uzyskują dostęp do usług danych oraz usług

zarządzających:



PD-SAP

(ang. Physical Data – Service Access Point

) oraz



PLME-SAP

(ang

Physical Layer Management Entity –

Service Access Point

Podwarstwa MAC

Standard IEEE 802.15.4 definiuje również podwarstwę dostępu do

medium transmisyjnego MAC

(ang. Medium Access Control

), której

zadania są następujące:



generowanie ramek

beacon

w przypadku gdy urządzenie jest

koordynatorem sieci.



synchronizacja transmisji do ramek

beacon



wspieranie procesu dołączania oraz odłączania urządzeń od sieci



wspieranie procesu szyfrowania danych



stosowanie algorytmu CSMA-CA w procesie uzyskiwania dostępu

do kanału transmisyjnego



zarządzanie mechanizmem gwarantowanych szczelin czasowych

GTS.

Podwarstwa MAC



Podobnie jak w przypadku warstwy fizycznej opisywana warstwa

posiada jednostkę zarządzającą MLME

(ang. MAC Layer

Management Entity

), która definiuje interfejs, przez który mogą

być wywołane funkcje zarządzające. Jednostka MLME jest

również odpowiedzialna za przechowywanie bazy danych o

zarządzanych obiektach (dotyczących warstwy MAC).

Opisywana warstwa zawiera dwa punkty dostępowe poprzez

które wyższe warstwy uzyskują dostęp do usług danych oraz

usług zarządzających: MCPS-SAP

(ang. MAC Common Part

Sublayer – Service Access Point

) oraz MLME-SAP

(ang.

MAC

Sublayer

Management Entity – Service Access Point

Dodatkowo zdefiniowano interfejs pomiędzy MLME a MCPS

umożliwiający jednostce zarządzającej na korzystanie z usług

danych warstwy.

Architektura stosu



Każda z warstw zapewnia pakiet usług dla warstwy wyższej.

Usługi te są realizowane przez dwie jednostki: jednostkę danych

zapewniająca transmisję danych oraz jednostkę zarządzającą

zapewniającą realizację wszystkich pozostałych usług.



Jednostki posiadają punkty dostępowe SAP

(ang. Service Access

Point)

które stanowią interfejs do komunikacji z warstwą wyższą.



Dwie najniższe warstwy: warstwa fizyczna PHY oraz podwarstwa

dostępu do kanału fizycznego MAC zostały zdefiniowane w

standardzie IEEE 802.15.4. Konsorcjum ZigBee Alliance stworzyło

gotowe rozwiązanie umożliwiające tworzenie sieci, poprzez

zdefiniowanie wyższej warstwy sieciowej NWK

(ang. Network)

oraz struktury warstwy aplikacji będącej warstwą najwyższą.

Warstwa sieciowa



Głównym zadaniem warstwy sieciowej jest

zapewnienie poprawności działania warstwy MAC oraz

stworzenie interfejsu dla warstwy aplikacji. Podobnie

jak w przypadku pozostałych warstw NWK zawiera

dwie jednostki: jednostkę danych oraz jednostkę

zarządzającą, które komunikują się z warstwą aplikacji

przez odpowiednie punkty dostępowe. Jednostka

zarządzająca korzysta czasem z usług jednostki

danych aby wykonać powierzone jej zadania.

Dodatkowo przechowuje ona również informację o

zarządzanym obiekcie w bazie danych zwanej

sieciową bazą informacji NIB

(ang. Network

Information Base)

Jednostka danych warstwy sieciowej

NLDE

(ang. Network Layer Data Entity)

Dostarcza usługi umożliwiające aplikacjom

transportowanie

jednostek danych pomiędzy urządzeniami

znajdującymi się

w tej samej sieci. Do jej głównych zadań należą:



generacja sieciowej jednostki danych NPDU

(ang.

Network Layer Protocol Data Unit)

- jednostka ta

jest tworzona poprzez dodanie odpowiedniego

nagłówka do jednostki otrzymanej od podwarstwy

wsparcia aplikacji,

Jednostka danych warstwy sieciowej

NLDE

(ang. Network Layer Data Entity)



routing wiadomości - NLDE jest odpowiedzialna za

przekazywanie wiadomości do odpowiedniego

urządzenia, które może być zarówno węzłem

docelowym jak i węzłem pośredniczącym w

transmisji.



zapewnienie poufności i wierzytelności transmisji.

Jednostka zarządzająca warstwy

sieciowej NLME

(ang. Network Layer

Management Entity)

Zapewnia usługi umożliwiające aplikacji interakcję ze

stosem ZigBee. Do jej głównych zadań należą:



konfiguracja nowego urządzenia - zadaniem NLME

jest odpowiednie skonfigurowanie stosu

umożliwiające żądaną funkcjonalność urządzenia,



tworzenie nowej sieci,



dołączanie oraz odłączanie urządzenia od sieci,



adresowanie - zadanie polegające na

przyznawaniu odpowiedniego adresu urządzeniu

dołączającemu się do sieci,

Jednostka zarządzająca warstwy

sieciowej NLME

(ang. Network Layer

Management Entity)



rozpoznawanie sąsiadów - NLME jest odpowiedzialna

za rozpoznawanie, zapisywanie i raportowanie

informacji o urządzeniach znajdujących się w

bezpośrednim sąsiedztwie,



rozpoznawanie trasy - zadaniem NLME jest

wykrywanie oraz przechowywanie informacji o

trasach, którymi wiadomości mogą być efektywnie

przesyłane w sieci,



zarządzanie odbiornikiem - zadanie polegające na

kontrolowaniu stanu odbiornika tj. przełączaniu go

pomiędzy stanem aktywnym i nieaktywnym,

Jednostka zarządzająca warstwy

sieciowej NLME

(ang. Network Layer

Management Entity)



routing - NLME jest odpowiedzialna za

wykorzystanie różnych dostępnych mechanizmów

routingu w celu efektywnej wymiany informacji

wewnątrz sieci.

Warstwa aplikacji

Warstwa aplikacji będąca najwyższą warstwą stosu

ZigBee

składa się z trzech podstawowych elementów:



podwarstwy wsparcia aplikacji APS

(ang.

Application Support Sublayer)



obiektu urządzenia ZigBee ZDO

(ang. ZigBee

Device Object),



struktury aplikacji.

Podwarstwa wsparcia

aplikacji

Podwarstwa wsparcia aplikacji stanowi interfejs pomiędzy

warstwą sieciową a warstwą aplikacji.

Komunikacja pomiędzy tymi warstwami jest realizowana

poprzez zestaw usług za które odpowiedzialne są dwie

jednostki:



jednostka danych APSDE

(ang. Application Support

Sublayer Data Entity),



jednostka zarządzająca APSME

(ang. Application

Support Sublayer Management Entity).

Jednostka APSDE



Definuje usługi związane z transmisją danych

pomiędzy warstwą sieciową a obiektami aplikacji i

obiektem ZDO. Do jej głównych zadań należą:



generacja jednostki danych aplikacji APDU

(ang.

Application Protocol Data Unit)

–APSDE po

otrzymaniu jednostki danych od warstwy niższej

dodaje odpowiedni nagłówek,



użycie mechanizmu bindowania – APSDE jest

odpowiedzialna za transfer danych pomiędzy

dwoma zbindowanymi urządzeniami,

Jednostka APSDE



filtrowanie ramek adresowanych grupowo,



odrzucanie zduplikowanych wiadomości – ASPDE

odrzuca zduplikowane wiadomości przekazane do

transmisji,



fragmentacja – ASPDE dzieli długie wiadomości

aby umożliwić ich wysłanie oraz wykrywa i składa

odebrane, pofragmentowane wiadomości w

całość.

Jednostka APSME



Jednostka zarządzająca zapewnia usługi umożliwiające aplikacji

interakcję ze stosem. Do głównych zadań jednostki APSME

należą:



zarządzanie mechanizmem bindowania - zdolność do połączenia

dwóch urządzeń na bazie ich funkcjonalności,



zarządzanie bazą informacji podwarstwy wsparcia aplikacji -

zdolność do przechowywania oraz ustawiania atrybutów

urządzenia w bazie informacji,



zarządzanie zabezpieczeniami - zdolność do ustanowienia relacji

z innymi urządzeniami wykorzystując klucze szyfrujące,



zarządzanie mechanizmem adresowania grupowego - zdolność

do nadawania wspólnego adresu grupowego wielu urządzeniom

oraz dodawania i usuwania urządzeń z grupy.

Mechanizm bindowania



Mechanizm bindowania

(ang. binding)

polega na

tworzeniu logicznego połączenia pomiędzy

punktami końcowymi zdefiniowanymi w obrębie

struktury aplikacji jednego urządzenia, a

punktami końcowymi znajdującymi się w innych

urządzeniach.



Możliwe jest łączenie wielu punktów końcowych z

jednym.

Obiekt urządzenia ZigBee

ZDO



Obiekt urządzenia ZigBee reprezentuje podstawową

klasę funkcjonalności zapewniającą interfejs

pomiędzy obiektem aplikacji, profilem urządzenia i

podwarstwą wsparcia aplikacji.

ZDO jest odpowiedzialny za następujące zadania:



inicjalizację podwarstwy wsparcia aplikacji, warstwy

sieciowej oraz usług związanych z zabezpieczeniami,



gromadzenie informacji konfiguracyjnych z aplikacji

końcowych w celu określenia oraz

zaimplementowania usług rozpoznawania,

zarządzania siecią oraz mechanizmami zabezpieczeń

i bindowania.

Obiekt urządzenia ZigBee

ZDO



ZDO stanowi publiczny interfejs do obiektów

aplikacji umożliwiając im kontrolę nad

urządzeniami i funkcjami sieciowymi takimi jak

funkcje rozpoznawania urządzeń lub usług,

zarządzanie mechanizmem bindowania oraz

zabezpieczeń.



Obiekt urządzenia ZigBee komunikuję się z niższą

częścią stosu poprzez punkt końcowy o adresie 0.

Rozpoznawanie urządzeń



Proces rozpoznawania urządzeń pozwala na

wzajemną identyfikację węzłów sieci. Standard

definiuje dwie formy prośby o identyfikację: prośba o

16-bitowy adres sieciowy oraz prośba o rozszerzony

64-bitowy adres IEEE.



Żądanie pierwszego typu wysyłana jest w trybie

rozgłoszeniowym i w polu danych zawiera adres

IEEE.



W przypadku żądania drugiego typu znany jest adres

sieciowy dlatego też prośba kierowana jest tylko pod

ten konkretny adres.

Rozpoznawanie usług



Proces rozpoznawania usług pozwala na

rozpoznanie możliwości jednego urządzenia przez

inne urządzenie.



Mechanizm ten jest możliwy dzięki zastosowaniu

deskryptorów opisujących węzły sieci.



Rozpoznanie usług może odbyć się na dwa

sposoby: poprzez wysłanie zapytania o deskryptory

do konkretnego urządzenia lub poprzez przesłanie

zestawu deskryptorów i oczekiwanie na odpowiedź

od urządzeń, które pasują do przesłanego opisu.

Struktura aplikacji



Struktura aplikacji zdefiniowana w standardzie

ZigBee stanowi środowisko, w którym urządzenia

przechowują obiekty aplikacji.



Możliwe jest zdefiniowanie maksymalnie 240

różnych obiektów aplikacji wewnątrz jednego

urządzenia. Obiekty te są identyfikowane za

pomocą adresów punktów końcowych od 1 do 240.

Dodatkowo każde urządzenie posiada dwa punkty

końcowe: punkt o adresie 0 jest zarezerwowany dla

komunikacji z obiektem urządzenia ZigBee ZDO, a

punkt o adresie 255 jest zarezerwowany dla trybu

adresowania rozgłoszeniowego

(ang. broadcast)

Profil aplikacji



Profil aplikacji definiuje funkcjonalność

urządzenia.

Jest to pewien zestaw parametrów oraz

wiadomości przeznaczonych do sterowania

procesami związanymi

z tematyką profilu.



Urządzenie może obsługiwać wiele profili.



Konsorcjum ZigBee Alliance jest odpowiedzialne

za tworzenie profili oraz nadawanie im

odpowiednich identyfikatorów.

Deskryptory ZigBee



Urządzenia ZigBee opisywane są za pomocą

deskryptorów.



Standard definiuje pięć deskryptorów z których trzy

są obowiązkowe dla każdego urządzenia, a dwa są

opcjonalne.

Document Outline