zigbee簡介第2章教學(xué)課件

IEEE802.15標準概述

隨著通信技術(shù)的迅速發(fā)展，人們提出了在人自身附近幾米范圍之內(nèi)通信的需求，這樣就出現(xiàn)了個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（personalareanetwork,PAN）和無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（wirelesspersonalareanetwork,WPAN）的概念。WPAN網(wǎng)絡(luò)為近距離范圍內(nèi)的設(shè)備建立無線連接，把幾米范圍內(nèi)的多個設(shè)備通過無線方式連接在一起，使它們可以相互通信甚至接入Internet。2019年3月，IEEE802.15工作組成立。這個工作組致力于WPAN網(wǎng)絡(luò)的物理層（PHY）和媒體訪問層（MAC）的標準化工作，目標是為在個人操作空間內(nèi)相互通信的無線通信設(shè)備提供通信標準。IEEE802.15標準概述在IEEE802。15工作組內(nèi)有四個任務(wù)組（taskgroup,TG），分別制定適合不同應(yīng)用的標準。這些標準在傳輸速率、功耗和支持的服務(wù)等方面存在差異。下面是四個任務(wù)組各自的主要任務(wù)：（1）任務(wù)組TG1：制定IEEE802.15.1標準，又稱藍牙無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)標準。這是一個中等速率、近距離的WPAN網(wǎng)絡(luò)標準，通常用于手機、PDA等設(shè)備的短距離通信。（2）任務(wù)組TG2：制定IEEE802.15.2標準，研究IEEE802.15.1與IEEE802.11（無線局域網(wǎng)標準，WLAN）的共存問題。（3）任務(wù)組TG3：制定IEEE802.15.3標準，研究高傳輸速率無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)標準。該標準主要考慮無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)在多媒體方面的應(yīng)用，追求更高的傳輸速率與服務(wù)品質(zhì)。（4）任務(wù)組TG4：制定IEEE802.15.4標準，針對低速無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（low-ratewirelesspersonalareanetwork,LR-WPAN）制定標準。該標準把低能量消耗、低速率傳輸、低成本作為重點目標，旨在為個人或者家庭范圍內(nèi)不同設(shè)備之間的低速互連提供統(tǒng)一標準。IEEE802.15.4IEEE802.15.4描述了低速率無線個人局域網(wǎng)的物理層和媒體接入控制協(xié)議。它屬于IEEE802.15工作組。

IEEE802.15.4是ZigBee,WirelessHART,和MiWi規(guī)范的基礎(chǔ)。Zigbee簡介Zigbee是根據(jù)IEEE802.15.4協(xié)議規(guī)定的一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。其特點是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。Zigbee協(xié)議標準的范圍包括有關(guān)ZigBee協(xié)議標準的規(guī)范、接口描述、對象描述、協(xié)議和算法。包括應(yīng)用支持子層（APS）、ZigBee設(shè)備對象（ZDO）、ZigBee設(shè)備配置（ZDP）、應(yīng)用程序構(gòu)架層、網(wǎng)絡(luò)層（NWK）和ZigBee安全服務(wù)。這里我主要講的是第2章的應(yīng)用支持子層（APS）、應(yīng)用架構(gòu)和設(shè)備對象(ZDO)引入zigbee的目的ZigBee協(xié)議標準提供一個明確的描述，以便于許多將ZigBee標準納入平臺和設(shè)備的公司，為新興的無線市場產(chǎn)生兼容的、低成本和高可用性的產(chǎn)品。協(xié)議棧結(jié)構(gòu)ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)由一組被稱作層的模塊組成。每一層為上面的層執(zhí)行一組特定的服務(wù)：數(shù)據(jù)實體提供了數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，管理實體提供了所有其它的服務(wù)。每個服務(wù)實體通過一個服務(wù)接入點（SAP）為上層提供一個接口，每個SAP支持多種服務(wù)原語來實現(xiàn)要求的功能。下面就是一個ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)概覽協(xié)議棧結(jié)構(gòu)IEEE802.15.4-2019標準定義了兩個較低層：物理層（PHY）和媒體訪問控制子層（MAC）。ZigBee聯(lián)盟在此基礎(chǔ)上建立了網(wǎng)絡(luò)層（NWK）和應(yīng)用層構(gòu)架。應(yīng)用層構(gòu)架由應(yīng)用支持子層（APS）、ZigBee設(shè)備對象（ZDO）組成。制造商定義的應(yīng)用對象使用構(gòu)架層，和ZDO共享APS和安全服務(wù)。ZigBee定義的一些名詞為了履行本標準，使用以下名詞和定義。Accesscontrollist：一個設(shè)備使用的一個表，來決定哪些設(shè)備被授權(quán)執(zhí)行某個特定功能。這個表還可以存儲用于與其它設(shè)備安全通信的安全信息（比如，密鑰，幀計數(shù)，密鑰計數(shù)，安全級別信息）。Alternatenetworkkey：一個可以代替主動網(wǎng)絡(luò)密鑰使用的密鑰來處理輸入的NWK幀。Applicationdomain：這描述了應(yīng)用的廣泛領(lǐng)域，比如樓宇自動化。Applicationkey:這是一個主密鑰或者連接密鑰，通過信任中心發(fā)送到設(shè)備，用于加密端到端通信。Applicationobject：應(yīng)用層頂部的一個組成部分，由實際執(zhí)行此應(yīng)用的制造商定義。ZigBee定義的一些名詞Applicationprofile：這是設(shè)備描述的一個集合，加在一起形成一個合作的應(yīng)用。例如，一個節(jié)點的恒溫器可以與另外一個節(jié)點的爐控制器通信。它們一起合作，形成了一個供暖應(yīng)用profile。Applicationsupportsub-layerprotocoldataunit：一個數(shù)據(jù)單元，在支持兩個對等實體子層的應(yīng)用程序之間交換。APScommandframe：這是一個命令幀，來自一個設(shè)備的APSME，發(fā)給另一個設(shè)備的對等實體。第二章：應(yīng)用層規(guī)范這里我講述的是：2.1應(yīng)用層的概述2.2ZigBee應(yīng)用支持(APS)子層2.3ZigBee應(yīng)用架構(gòu)2.5ZigBee設(shè)備對象（ZDO)2.1應(yīng)用層概述zigbee應(yīng)用層概述：ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)包括許多層次的組件，包括IEEE802.15.42019媒體訪問控制（MAC）層，物理（PHY）層和ZigBee網(wǎng)絡(luò)（NWK）層。每個組件提供了含有一組它自己的服務(wù)和功能的一個應(yīng)用。如第一章圖所示，ZigBee應(yīng)用層包括APS子層，ZDO（包括ZDO管理平面）和制造商定義的應(yīng)用對象。應(yīng)用支持子層應(yīng)用支持子層（APS）提供了網(wǎng)絡(luò)層（NWK）和應(yīng)用層（APL）之間的一個接口，通過一組ZDO和制造商定義的應(yīng)用對象都使用的常用服務(wù)。該服務(wù)通過兩個實體提供：APS數(shù)據(jù)實體（APSDE），通過APSDE服務(wù)接入點（APSDE-SAP）。APS管理實體（APSME），通過APSME服務(wù)接入點（APSME-SAP）。APSDE在位于同一個網(wǎng)絡(luò)的兩個或多個應(yīng)用實體之間提供了數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。APSME為應(yīng)用對象提供了多種服務(wù)，包括安全服務(wù)和綁定設(shè)備。它還維護管理對象的數(shù)據(jù)庫，叫做APS信息庫（AIB）。應(yīng)用構(gòu)架ZigBee中的應(yīng)用構(gòu)架是ZigBee設(shè)備承載應(yīng)用對象的環(huán)境。可以定義多達240個不同的應(yīng)用對象，每個端點上的接口索引從1到240。為使用APSDE-SAP定義了兩個另外的端點：端點0保留給到ZDO的數(shù)據(jù)接口，端點255保留給到所有應(yīng)用對象的廣播數(shù)據(jù)接口功能。端點241-254保留，供今后使用。54頁應(yīng)用構(gòu)架應(yīng)用Profile:應(yīng)用profile是信息，信息格式，處理行為的協(xié)議，使開發(fā)者可以創(chuàng)建一個可以使用定居在不同設(shè)備上的應(yīng)用實體的共同操作、分散的應(yīng)用。這些應(yīng)用profile可以發(fā)送命令，請求數(shù)據(jù)，處理命令和請求。Cluster：Cluster用cluster標識符識別，和數(shù)據(jù)流出、流進設(shè)備有關(guān)。Cluster標識符在特定應(yīng)用profile中是唯一的。這個后面第3節(jié)會仔細介紹ZigBee設(shè)備對象ZigBee設(shè)備對象（ZDO），代表一個基礎(chǔ)的函數(shù)類，提供應(yīng)用對象、設(shè)備profile和APS之間的一個接口。ZDO位于應(yīng)用程序構(gòu)架和應(yīng)用支持子層之間。它滿足了ZigBee協(xié)議棧所有應(yīng)用程序操作的。2.2ZigBee應(yīng)用支持(APS)子層范圍：指明了應(yīng)用層部分，提供服務(wù)規(guī)范以及到制造商定義的應(yīng)用對象和ZigBee設(shè)備對象的接口。本規(guī)范定義了一個數(shù)據(jù)服務(wù)，它允許應(yīng)用對象傳輸數(shù)據(jù)，以及一個管理服務(wù)，它提供了綁定機制。另外，還定義了應(yīng)用支持子層的幀格式和幀類型規(guī)范。目的：定義ZigBee應(yīng)用支持（APS）子層的功能。本功能基于使得ZigBee網(wǎng)絡(luò)層正確運行的驅(qū)動器功能和制造商定義的應(yīng)用對象要求的功能。應(yīng)用支持(APS)子層概述應(yīng)用支持子層通過一組ZigBee設(shè)備對象（ZDO）和制造商定義的應(yīng)用對象共用的服務(wù)，提供了網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層之間的接口。這些服務(wù)通過兩個實體提供：數(shù)據(jù)服務(wù)和管理服務(wù)。APS數(shù)據(jù)實體（APSDE）通過其相關(guān)的SAP提供了數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，即APSDE-SAP。APS管理實體（APSME）通過其相關(guān)的SAP提供了管理服務(wù)，即APSME-SAP，并維護管理對象的數(shù)據(jù)庫，叫做APS信息庫（AIB）。SAP:服務(wù)接入點應(yīng)用支持子層數(shù)據(jù)實體(APSDE)APSDE應(yīng)該為網(wǎng)絡(luò)層、ZDO和應(yīng)用對象提供一個數(shù)據(jù)服務(wù)，使得應(yīng)用程序的PDU在兩個或多個設(shè)備之間傳輸。設(shè)備本身必須位于同一個網(wǎng)絡(luò)。協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU（ProtocolDataUnit）是指對等層次之間傳遞的數(shù)據(jù)單位。協(xié)議數(shù)據(jù)單元(ProtocolDataUnit)物理層的PDU是數(shù)據(jù)位（bit），數(shù)據(jù)鏈路層的PDU是數(shù)據(jù)（frame），網(wǎng)絡(luò)層的PDU是數(shù)據(jù)包（packet），傳輸層的PDU是數(shù)據(jù)段（segment），其他更高層次的PDU是數(shù)據(jù)（data）。APSDE將提供的服務(wù)發(fā)出應(yīng)用層PDU（APDU）：APSDE會接收應(yīng)用PDU，并通過增加合適的協(xié)議開銷發(fā)出一個APSPDU。綁定：一旦兩個設(shè)備綁定，APSDE就可以從一個綁定設(shè)備傳輸一個信息給第二個設(shè)備。組地址過濾：這提供了根據(jù)是否是終端組的成員過濾組地址信息的功能?？煽總鬏敚涸贜WK層采用端到端重試，增加了事務(wù)的可靠性。重復(fù)拒絕：傳輸所提供的信息將不會被多次接收。分裂：可以分裂和重組長于一個NWK層幀負載的信息。應(yīng)用支持子層管理實體（APSME）APSME將提供一個管理服務(wù)，允許一個應(yīng)用和棧相互作用。APSME將提供根據(jù)其服務(wù)和需求一起匹配兩個設(shè)備的功能。這個服務(wù)叫做綁定服務(wù)，APSME將建立和維護一個表來存儲該信息。APSME將提供的服務(wù)綁定管理：這是根據(jù)其服務(wù)和需求一起匹配兩個設(shè)備的功能。AIB管理：在設(shè)備的AIB中獲取并設(shè)置屬性的功能。安全：通過使用安全密鑰，與其它設(shè)備建立可信關(guān)系的功能。組管理：這提供了宣布多個設(shè)備共享一個地址，增加設(shè)備到組，以及從組中移除設(shè)備的功能。服務(wù)規(guī)范APS子層提供了上層實體（NHLE）和NWK層之間的一個接口。APS子層的概念包括一個管理實體，叫做APS子層管理實體（APSME）。這個實體通過激發(fā)子層管理功能提供了服務(wù)接口。APSME還負責(zé)維護一個管理有關(guān)APS子層對象的數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫叫做APS子層信息庫（AIB）。下圖描繪了APS子層的組件和接口。服務(wù)規(guī)范APS子層提供了兩種服務(wù)，通過兩種服務(wù)訪問點（SAPs）訪問。它們是APS數(shù)據(jù)服務(wù)，通過APS子層數(shù)據(jù)實體SAP（APSDE-SAP）訪問，以及APS管理服務(wù)，通過APS子層管理實體SAP（APSME-SAP）訪問。這兩種服務(wù)通過NLDE-SAP和（在有限的范圍內(nèi)）NLME-SAP接口（參見3.1小節(jié)），提供了NHLE和NWK層之間的接口。NWK層和APS子層之間的NLME-SAP接口只支持NLME-GET和NLME-SET原語：所有其它NLME-SAP原語只能通過ZDO訪問。除了這些外部的接口，在APSME和APSDE之間還有一個隱蔽接口，它允許APSME使用APS數(shù)據(jù)服務(wù)。APS數(shù)據(jù)服務(wù)APS子層數(shù)據(jù)實體SAP（APSDE-SAP）支持應(yīng)用協(xié)議數(shù)據(jù)單元在對等應(yīng)用實體之間的傳輸。APSDE-SAP支持的原語有請求原語APSDE-DATA.request，確認原語APSDE-DATA.confirm,指示原語APSDE-DATA.indication。APSDE-DATA.request原語該原語請求一個從本地上層實體NHLE（上層實體）到一個或多個對等NHLE實體傳輸一個NHLEPDU（對等層次之間傳遞的數(shù)據(jù)單位）。服務(wù)原語的語義APSDE-DATA.request{DstAddrMode,ProfileId,ClusterId,SrcEndpoint,ADSULength,ADSU,TxOptions,RadiusCounter}表2.2指明了APSDE-DATA.request原語的參數(shù)。原語生成每當一個數(shù)據(jù)PDU（ASDU）要被傳輸給一個對等的NHLE時，該原語由一個本地的NHLE生成。接收結(jié)果在接收此原語時，APS子層實體開始傳輸所提供的ASDU。如果DstAddrMode參數(shù)設(shè)置為0x00且本原語被支持綁定表的一個設(shè)備的APSDE接收，就分別根據(jù)SrcEndpoint和ClusterId參數(shù)指定的端點和cluster標識符，查詢綁定表(是APSME應(yīng)用子層管理實體指定的），尋找相關(guān)的綁定表條目。如果沒有找到綁定表條目，APSDE發(fā)出狀態(tài)為NO_BOUND_DEVICE的APSDE-DATA.confirm原語。如果找到一個或多個綁定表條目，那么APSDE檢查每個綁定表條目的目標地址信息。接收結(jié)果如果DstAddrMode參數(shù)設(shè)置為0x03，DstAddress參數(shù)包含一個擴展64位IEEE地址，必須首先通過使用nwkAddressMapNIB屬性（見表3.43）映射為一個相應(yīng)的16位NWK地址。如果找不到一個相應(yīng)的16位NWK地址，APSDE就發(fā)出狀態(tài)為NO_SHORT_ADDRESS的APSDE-DATA.confirm原語。如果找到了一個相應(yīng)的16位NWK地址，它將被用于NLDE-DATA.request原語的調(diào)用，DstEndpoint參數(shù)的值將被放在由此產(chǎn)生的APDU中接收結(jié)果如果DstAddrMode參數(shù)的值是0x01，表示組尋址，DstAddress參數(shù)將被解釋為一個16位的組地址。該地址將被放在APS頭的組地址域中，DstEndpoint參數(shù)將被忽略，目標端點域?qū)腁PS頭中省略。如果DstAddrMode參數(shù)設(shè)置為0x02，DstAddress參數(shù)包含一個16位的NWK地址，且DstEndpoint參數(shù)被提供。在目標NWK地址用于立即應(yīng)用響應(yīng)的情況下，上層只使用DstAddrMode值為0x02的模式，且NWK地址不再為以后的數(shù)據(jù)傳輸請求保留。接收結(jié)果APSDE通過每次發(fā)出NLDE-DATA.request原語時，設(shè)置它的DiscoverRoute參數(shù)值為0x01，將確保網(wǎng)絡(luò)層的保證路由發(fā)現(xiàn)功能總是開啟的。如果要傳輸?shù)腁SDU大于一個合適的幀且不能分段，那么ASDU就不被傳輸，APSDE應(yīng)該發(fā)出狀態(tài)值為ASDU_TOO_LONG的APSDE-DATA.confirm原語。如果傳輸沒有請求帶有一個確認，或如果TxOptions域的分段允許標志設(shè)置為0，或如果ASDU太大而不能被APSDE處理，分段就不可能。如果要傳輸?shù)腁SDU大于一個合適的幀，傳輸請求了一個確認，且TxOptions域的分段允許標志設(shè)置為1，且ASDU不是太大而不能被APSDE處理，那么ASDU將分成多個APDU，每個單獨的APDU獨立必須攜帶所請求的傳輸和安全處理。其他兩種APSDE-SAP支持的原語APSDE-DATA.confirm：該原語報告請求從一個本地NHLE傳輸一個數(shù)據(jù)PDU（ASDU）到一個對等NHLE的結(jié)果。APSDE-DATA.indication：本原語表示從APS子層傳輸一個數(shù)據(jù)PDU（ASDU）到本地應(yīng)用實體。這兩種原語的執(zhí)行過程也是由先寫原語，然后生成原語，最后接收結(jié)果。APS管理服務(wù)APS管理實體SAP（APSME-SAP）支持上層和APSME之間管理命令的傳輸。APSME通過APSME-SAP接口支持的原語如下：APSME-BIND（綁定），APSME–UNBIND（取消綁定），APSME-GET（讀?。?，APSME-SET（寫入），APSME-ADD-GROUP（組成員管理）。這些原語都由.request(請求）,firm(確認）.indiction(指示）和.response(響應(yīng)）組成。幀格式幀的定義：在數(shù)據(jù)和數(shù)字通信中，按某一標準預(yù)先確定的若干比特或字段組成的特定的信息結(jié)構(gòu)。每個APS幀包括如下基本組成部分:(1)一個APS頭，它包括幀控制和尋址信息。(2)一個APS負載，長度可變，它包括特定幀類型的信息。幀格式APS子層的幀被描述為有特定順序的一系列域。本小節(jié)中所有的幀格式按照它們在NWK層傳輸?shù)捻樞蛎枋?，從左至右，最左邊的位首先傳輸。每個域中的位從0開始編碼（最左邊和最低）到k-1（最右邊和最高），這樣域的長度就是k位。長于一個八位字節(jié)的域被送往NWK層，按照從編號最低的八位字節(jié)到編號最高的八位字節(jié)的順序。傳輸時，所有標記為保留的域都設(shè)置為零。接收時，必須檢查本規(guī)范版本中所有標記為保留的域是否等于零。如果這樣的一個保留域不等于零，就不再對該幀進行進一步處理，且該幀必須被丟棄。幀格式幀格式的內(nèi)容包括通用的APDU幀格式，不同幀類型的格式。（1）通用的APDU幀格式涉及的內(nèi)容：幀控制域，目標端點域，組地址域，Cluster標識符域，Profile標識符域，源端點域，APS計數(shù)器，擴展頭子幀，幀負載域。這里每個都有自己的編排格式，這里就不做詳細介紹了。（2）幀類型包括：數(shù)據(jù)，APS命令和確認。APS功能描述1.永久數(shù)據(jù)2.綁定3.組尋址4.傳輸，接收和確認永久數(shù)據(jù)要求APS在永久存儲器中維護盡量少的數(shù)據(jù)。這組數(shù)據(jù)應(yīng)該能經(jīng)受住斷電、設(shè)備復(fù)位或其它處理事件。下面的數(shù)據(jù)應(yīng)該保存在APS永久存儲器中：apsBindingTable（如果設(shè)備支持）apsDesignatedCoordinator（如果設(shè)備支持）ApsChannelMaskapsUseExtendedPANIDapsUseInsecureJoinapsGroupTable（如果設(shè)備支持）綁定表緩存發(fā)現(xiàn)緩存設(shè)備上每個活動端點的節(jié)點描述符，電源描述符以及簡單描述符網(wǎng)絡(luò)管理地綁定APS可以維護一個綁定表，它允許ZigBee設(shè)備為來自給定源端點并帶有一個給定clusterID的幀，建立一個指定的目的地。每個指定的目標代表具體設(shè)備上的一個具體端點，或一個組地址。組尋址APS子層應(yīng)該維護一個組表，它允許端點與組聯(lián)系在一起，允許組尋址的幀有選擇地傳輸?shù)侥切┰诒碇信c特定一個組相聯(lián)系的端點。APS子層組表的組地址列表必須和NWK層組表的組ID列表（存儲在nwkGroupIDTable屬性中）一致。傳輸，接收和確認這里就是關(guān)于原語的問題了，就是上面講的設(shè)置什么時候的時候傳什么，怎么傳，怎么接受，怎么確認2.3ZigBee應(yīng)用構(gòu)架1.創(chuàng)建一個ZigBeeProfile2.ZigBee描述符3.功能描述創(chuàng)建一個ZigBeeProfile一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間通信的關(guān)鍵是一個關(guān)于profile的協(xié)議。一種profile的例子是家庭自動化。這個ZigBeeprofile允許一系列設(shè)備類型交換控制信息，以形成一個無線家庭自動化應(yīng)用。這些設(shè)備的目的是交換已知信息來實現(xiàn)控制，比如開關(guān)燈，給照明控制器發(fā)送一個照明傳感測量，或如果一個位置傳感器探測到移動時發(fā)送一個警報信息。另一種類型profile的例子是定義了ZigBee設(shè)備之間普通行為的設(shè)備profile。為了說明這一點，無線網(wǎng)絡(luò)依靠自主設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)的能力，在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)現(xiàn)其它設(shè)備和設(shè)備上的服務(wù)。設(shè)備發(fā)現(xiàn)和服務(wù)發(fā)現(xiàn)是設(shè)備profile支持的功能。從ZigBee聯(lián)盟獲得一個Profile標識符ZigBee定義了兩類不同的profile：制造商定義的和公共的。這些類型的精確定義和標準是ZigBee聯(lián)盟內(nèi)部和本文件范圍以外的一個行政問題。為了實施本技術(shù)規(guī)范，只有profile標識符的標準是唯一的。為此，每個profile的努力必須開始于請求ZigBee聯(lián)盟分配一個profile標識符。從ZigBee聯(lián)盟獲得一個Profile標識符一旦獲得profile標識符，該profile標識符允許profile設(shè)計者做以下定義:(1)設(shè)備描述(2)Cluster標識符profile標識符的應(yīng)用的市場空間是ZigBee聯(lián)盟發(fā)放一個profile標識符的一個關(guān)鍵標準。profile需要覆蓋一個足夠廣泛的設(shè)備范圍，以允許設(shè)備之間兼容，但不過于廣泛，導(dǎo)致缺乏Cluster標識符來描述他們的接口。相反的，profile不能定義地過窄而導(dǎo)致不同profile標識符的來描述許多設(shè)備，導(dǎo)致profile標識符地址空間的浪費，以及在描述設(shè)備如何配置接口時的兼容性問題。ZigBee聯(lián)盟內(nèi)的政策團體將建立profile如何定義的標準，以幫助請求者調(diào)整其profile標識符請求。定義設(shè)備描述和Clusterprofile標識符是ZigBee協(xié)議內(nèi)部主要的枚舉功能。每個唯一的profile標識符定義一個設(shè)備描述和cluster標識符的相關(guān)枚舉。例如，對于profile標識符“1”，存在一批16位值描述的設(shè)備描述（這意味著每個profile內(nèi)有65,536個可能的設(shè)備描述），以及一批16位值描述的cluster標識符（這意味著每個profile內(nèi)有65,536個可能的cluster標識符）。每個cluster標識符還支持一批16位值描述的屬性。枚舉：是一個被命名的整型常數(shù)的集合。定義設(shè)備描述和Cluster對于ZigBee聯(lián)盟定義的公共的profile標識符，已經(jīng)創(chuàng)建了一個cluster圖書館，提供了一個公共的定義和cluster及其屬性的枚舉。cluster圖書館的目的是在應(yīng)用profile范圍內(nèi)支持重復(fù)使用cluster和屬性定義。依照慣例，當公共的profile使用cluster圖書館，它們將共享一個公共的cluster枚舉和定義，以及屬性標識符。設(shè)備描述和cluster標識符的處理必須知道profile標識符。在任何信息交給設(shè)備之前，ZigBee協(xié)議假定已經(jīng)使用服務(wù)發(fā)現(xiàn)來確定設(shè)備和端點支持的profile。在端點上使用Profile單個的ZigBee設(shè)備可以包含支持許多profile，提供定義在那些profile內(nèi)的各種cluster標識符的子集，還可以支持多設(shè)備描述。這個功能使用設(shè)備內(nèi)部的一個地址等級定義如下：（1）設(shè)備：單個無線電支持的整個設(shè)備，帶有唯一的IEEE和NWK地址。（2）端點：這是一個8位域，描述一個無線電支持的不同應(yīng)用。端點0x00用于尋找設(shè)備profile地址，每個ZigBee設(shè)備必須使用。端點0xff用于尋找所有活動端點的地址（廣播端點），端點0xf1-0xfe保留。因此，一個物理的ZigBee無線電可以支持多達240個在端點0x01-0xf0上的應(yīng)用。它是一個應(yīng)用程序決定在一個設(shè)備端點上如何部署應(yīng)用，以及公布哪個端點。唯一的要求是為每個端點創(chuàng)建的簡單描述符，且那些描述符可用于服務(wù)發(fā)現(xiàn)。這里的描述符后面講會講到建立服務(wù)發(fā)現(xiàn)一旦設(shè)備被創(chuàng)建以支持具體的profile，并符合在那些profile內(nèi)部設(shè)備描述使用的cluster標識符，就可以部署應(yīng)用了。為此，每個應(yīng)用被分配一個不同的端點，且每個使用描述符進行描述。它是通過服務(wù)發(fā)現(xiàn)開啟的ZigBee設(shè)備profile描述的簡單描述符和其它服務(wù)發(fā)現(xiàn)機制，支持設(shè)備綁定和方便互補設(shè)備之間應(yīng)用通信完成的。其中的一個要點是，服務(wù)發(fā)現(xiàn)是基于profile標識符，輸入cluster標識符列表和輸出cluster標識符列表（明顯沒有設(shè)備描述）進行的。設(shè)備描述只簡單地是一個指明強制和可選的cluster標識符的轉(zhuǎn)換，它在指明profile類型的設(shè)備內(nèi)支持?；旌蠘藴屎蛯Ｓ蠵rofile例如，一個ZigBee設(shè)備可以被開發(fā)為ZigBee公共profile標識符“XX”。如果一個制造商想要部署一個支持公共profile“XX”的ZigBee設(shè)備，并提供廠商具體的擴展，如果profile“XX”的定義范圍內(nèi)制造商擴展，這些擴展將被增加在制造商執(zhí)行的公共profile上。或者，如果不支持制造商擴展，或profile“XX”不支持期望的制造商擴展的類型，制造商可以在一個單獨的制造商定義的profile標識符（在同一物理設(shè)備內(nèi)一個單獨的端點上宣布）上部署擴展。在這兩種情況下，支持profile標識符“XX”但是不包含制造商擴展的設(shè)備，將只能宣布支持公共標識符profile“XX”的基本功能，且不能響應(yīng)或創(chuàng)建使用制造商擴展的信息。啟用向后兼容在之前的例子中，使用ZigBee公共的profile標識符“XX”創(chuàng)建一個設(shè)備。如果ZigBee聯(lián)盟要在后來更新這個公共profile，以增加新的功能，如果通過定義profile支持這類擴展，修改將被直接納入新的公共profile標識符“XX”，或被引進到一個新的公共profile中，帶有一個新的profile標識符（叫做“XY”）。假定公共profile“XX”不支持擴展，通過使新設(shè)備宣布同時支持profile標識符“XX”和profile標識符“XY”，只用profile標識符“XX”制造的設(shè)備仍然能和后來新制造的設(shè)備兼容。以這樣的方式，新設(shè)備可以使用profile標識符“XX”與老設(shè)備通信，但是，也能使用profile標識符“XY”與同一個應(yīng)用的新設(shè)備通信。啟用向后兼容目標是ZigBee聯(lián)盟既為制造商提供公共profile的擴展，也為公共profile提供未來的增強功能。只要有可能，這個目標包括維護同一個profile標識符內(nèi)的那些擴展和增強功能。無論profile可擴展性的目標是否是可實現(xiàn)的，本節(jié)說明了ZigBee允許部署的制造商擴展范圍內(nèi)profile定義的功能，以及增強功能。對于制造商擴展和功能增強，Profile可擴展性這一主題超出了本文件范圍，由聯(lián)盟的其它文件解決。ZigBee描述符ZigBee設(shè)備使用描述符數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)描述自身。這些描述符包含的實際數(shù)據(jù)定義在不同的設(shè)備描述中。有五種描述符：節(jié)點，節(jié)點電源，簡單，復(fù)雜和用戶，顯示在表2.27中。描述符的傳輸節(jié)點，節(jié)點電源，簡單和用戶描述符應(yīng)該按照它們在上表中各自出現(xiàn)的順序傳輸，即表頂部的域首先傳輸，表底部的域最后傳輸。通過描述符發(fā)現(xiàn)描述符信息被ZDO管理實體設(shè)備和服務(wù)發(fā)現(xiàn)查詢，使用送到端點0的ZigBee設(shè)備profile請求原語。節(jié)點、節(jié)點電源、復(fù)雜和用戶描述符適用于完整的節(jié)點。簡單描述符必須指定用于定義在節(jié)點中的每個端點。節(jié)點描述符節(jié)點描述符包含關(guān)于ZigBee節(jié)點功能的信息，對每個節(jié)點都是強制的。在一個節(jié)點中應(yīng)該只有一個節(jié)點描述符。這里對節(jié)點描述符的域之類的不加詳細介紹，以下的簡單描述符，復(fù)雜描述符也不做介紹節(jié)點電源描述符節(jié)點電源描述符動態(tài)地指示節(jié)點的電源狀態(tài)，對每個節(jié)點都是強制的。一個節(jié)點應(yīng)該只有一個節(jié)點電源描述符。簡單描述符簡單描述符包含該節(jié)點所含每個端點的具體信