無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課件：ZigBee協(xié)議

ZigBee協(xié)議11.1物理層協(xié)議11.2MAC層協(xié)議11.3網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議11.4路由11.5應(yīng)用層協(xié)議11.6ZigBee協(xié)議安全機制

11.1物?理?層?協(xié)?議

物理層由射頻收發(fā)器和底層的控制模塊組成，是保障信號傳輸?shù)墓δ軐?，因此物理層涉及與信號傳輸有關(guān)的各個方面，并通過射頻硬件和軟件在MAC子層和射頻信道之間提供接口。ZigBee標準物理層采用IEEE802.15.4協(xié)議標準，使用三種通信頻段，每種通信頻段劃分的信道個數(shù)不同，節(jié)點信號的傳輸范圍設(shè)定在10～100?m，數(shù)據(jù)傳輸速率設(shè)定在20～250?kb/s。ZigBee標準物理層提供兩種類型的服務(wù)：數(shù)據(jù)服務(wù)和管理服務(wù)。物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元PPDU(PHYProtocolDataUnit)的數(shù)據(jù)包由3個基本部分組成：同步頭、物理層幀頭和物理層有效載荷。同步頭包含前同步碼和幀界定符，作用是幫助接收設(shè)備鎖定在比特流上，并且與該比特流保持同步；物理層幀頭描述幀長度信息；物理層有效載荷長度可變，攜帶從MAC層傳來的信息。

11.2MAC層協(xié)議

ZigBee標準的MAC層協(xié)議同物理層一樣，采用IEEE802.15.4標準協(xié)議。IEEE802.15.4標準定義的MAC層具有以下幾項功能：(1)采用CSMA/CA機制實現(xiàn)信道接入；(2)實現(xiàn)個域網(wǎng)(PAN,PersonalAreaNetwork)的建立和維護；(3)支持PAN網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)(加入網(wǎng)絡(luò))和解除關(guān)聯(lián)(退出網(wǎng)絡(luò))；(4)具有協(xié)調(diào)器的節(jié)點(匯集節(jié)點)產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)信標，普通節(jié)點根據(jù)信標可實現(xiàn)節(jié)點間的同步、信道分配、鄰居發(fā)現(xiàn)、成簇等；(5)處理和維護時隙同步(GTS,GuaranteedTimeSlot)；(6)實現(xiàn)物理層和網(wǎng)絡(luò)層間數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)和管理。11.2.1超幀結(jié)構(gòu)IEEE802.15.4MAC協(xié)議中定義的超幀結(jié)構(gòu)如圖所示，超幀結(jié)構(gòu)把時隙分為兩部分：活躍期時隙與非活躍期(又稱為休眠期)時隙。ZigBee節(jié)點在活躍期接入信道，在休眠期關(guān)閉信道接入，進入休眠狀態(tài)以節(jié)省能量。信道接入的活躍期時隙又由兩部分組成：競爭信道接入周期CAP(ContentionAccessPeriod)和信道固定分配周期CFP(ContentionFreePeriod)。在信道競爭接入周期中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采用基于競爭的信道接入方式共享信道，在非競爭周期由網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器給有特定數(shù)據(jù)發(fā)送需求的節(jié)點分配固定的時隙。MAC協(xié)議還規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)通過信標來指定網(wǎng)絡(luò)是否需要同步，如果網(wǎng)絡(luò)需要同步，則在超幀結(jié)構(gòu)的第一個時隙發(fā)送用來同步的信標幀；如果不需要同步，則禁止發(fā)送信標幀。除此之外，信標幀還能夠用來標識網(wǎng)絡(luò)的ID號。在自組織網(wǎng)絡(luò)中，信標還用來實現(xiàn)節(jié)點定位、鄰居發(fā)現(xiàn)等功能。信道競爭周期CAP部分位于超幀0時隙的信標幀之后，各節(jié)點在這一時期只能通過競爭的方式接入信道。由于超幀活躍期的長度是固定的，信道無競爭周期(CFP,ContentionFreePeriod)又是根據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送的需要動態(tài)調(diào)整的，所以CAP的長度也跟著CFP的長度而動態(tài)變化，CAP和CFP的關(guān)系是此消彼長。在信道競爭周期中，各節(jié)點通過CSMA/CA機制接入信道，除了應(yīng)答幀及任何位于數(shù)據(jù)請求命令應(yīng)答之后的數(shù)據(jù)幀，其他所有在CAP中傳送的幀都應(yīng)當使用分時槽的CSMA/CA機制接入信道。處于信道競爭周期中的所有數(shù)據(jù)發(fā)送任務(wù)，包括數(shù)據(jù)發(fā)送請求、信道空閑反饋、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)接收完畢應(yīng)答等，都必須在CAP結(jié)束之前的一個完整幀間間隔內(nèi)完成。信道無競爭周期CFP緊接著CAP之后，在下一個信標開始之前結(jié)束。如果存在被網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器分配的有保證時隙(GTS,GuaranteedTimeSlot)，它們將被分配在CFP之內(nèi)并占用連續(xù)的時隙。因此，CFP根據(jù)所有GTS的總長度進行相應(yīng)的變化。在信標禁止的情況下，超幀結(jié)構(gòu)中不含有CFP，此時的網(wǎng)絡(luò)可以看成是普通的ad-hoc網(wǎng)絡(luò)，即采用CSMA/CA機制競爭訪問信道。在CFP中發(fā)送幀的設(shè)備應(yīng)保證所有的傳輸在GTS結(jié)束之前的一個幀間間隔IFS周期之內(nèi)完成。11.2.2MAC層幀結(jié)構(gòu)MAC幀，即MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元(MPDU)，是由一系列字段按照特定的順序排列而成的，其設(shè)計目標是在噪聲信道上實現(xiàn)可靠數(shù)據(jù)傳輸。MAC層的幀結(jié)構(gòu)包括通用幀結(jié)構(gòu)和特定幀結(jié)構(gòu)，特定幀結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)幀、信標幀、確認幀和命令幀結(jié)構(gòu)。1．通用幀結(jié)構(gòu)通用幀結(jié)構(gòu)由三個部分組成：MAC幀頭、可變長度的MAC載荷和MAC幀尾。MAC幀頭的字段是固定的，此外，在所有幀中可以不包含地址字段。(1)幀控制字段。幀控制字段長度為2個字節(jié)，包括幀類型的定義、地址字段和其他控制標識。幀類型字段：長度為3個比特位，其值與所表示的幀的類型如表所示。安全位字段：長度為1個比特位，若MAC層沒有對該幀加密，則安全位置0；如果做了加密，則安全位置1。幀未處理字段：長度為1個比特位。若該位置1，則表示發(fā)送方在當前幀傳輸后，還有數(shù)據(jù)要發(fā)往接收方。若為0，則表示發(fā)送方?jīng)]有后續(xù)數(shù)據(jù)發(fā)送給接收方。請求確認標志字段：長度為1個比特位，表示接收到數(shù)據(jù)幀或MAC命令幀時，接收方是否需要返回確認信息。如果該位為1，則接收方接收到有效幀(或者完全接收到該幀內(nèi)容)后，將發(fā)送確認幀。如果該位為0，則不需要返回確認幀。PANID字段：長度為1個比特位，表示將該MAC幀在個域網(wǎng)內(nèi)部傳輸，還是傳輸?shù)絺€域網(wǎng)外。預(yù)留位字段：長度為3個比特位，為擴展后續(xù)功能保留。目的地址模式和源地址模式字段：長度均為2個比特位，其值和描述如表所示。(2)序列號字段。MAC層幀的序列號字段為8個比特位，是該層幀的唯一序列標識符。(3)目的PAN標識符字段。目的PAN標識符字段為16個比特位，描述了接收該幀的唯一PAN標識符。PAN標識符為0xFFFF表示以廣播方式傳輸，對當前偵聽該信道的所有PAN設(shè)備都有效。(4)目的地址字段。目的地址字段為16或64個比特位，長度由幀控制字段中的目的地址模式值限定，該地址為接收設(shè)備的地址。(5)源PAN標識符字段。源PAN標識符字段為16個比特位，代表幀發(fā)送方的PAN標識符。(6)源地址字段。源地址字段為16或64個比特位，長度由幀控制字段中的目的地址模式值限定，代表幀發(fā)送方的設(shè)備地址。(7)幀載荷字段。幀載荷字段的長度是可變的，不同類型的幀包含的信息不同，若幀的安全字段值為1，則幀載荷將采用相應(yīng)的安全加密方案對其進行保護。(8)幀校驗序列字段。幀校驗序列字段為16個比特位，包含16位ITU規(guī)定的循環(huán)冗余校驗碼CRC。幀校驗序列字段的值由MAC幀頭和載荷部分計算得到。2．信標幀結(jié)構(gòu)信標幀結(jié)構(gòu)如圖所示。3．數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)如圖所示，其中該幀的有效載荷字段來自網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)。4．確認幀結(jié)構(gòu)確認幀的結(jié)構(gòu)如圖所示，其中序列號是接收到的有確認要求的幀的序列號。5．命令幀結(jié)構(gòu)命令幀的結(jié)構(gòu)如圖所示。

11.3網(wǎng)?絡(luò)?層?協(xié)?議

網(wǎng)絡(luò)層是為MAC層和應(yīng)用層之間提供服務(wù)接口的，網(wǎng)絡(luò)層的參考模型如圖所示。11.3.1網(wǎng)絡(luò)層功能ZigBee網(wǎng)絡(luò)層的主要功能包括：(1)提供設(shè)備連接和斷開網(wǎng)絡(luò)時采用的機制；(2)規(guī)定安全機制，為數(shù)據(jù)傳輸過程提供保障；(3)實現(xiàn)設(shè)備(或者稱為節(jié)點)之間的路由發(fā)現(xiàn)、維護；(4)完成對一跳內(nèi)鄰居節(jié)點的發(fā)現(xiàn)和相關(guān)節(jié)點信息的存儲；(5)協(xié)調(diào)器建立新的網(wǎng)絡(luò)時，為新加入的節(jié)點分配地址；(6)限制數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳播范圍等。11.3.2網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)ZigBee協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層支持星型、樹型和網(wǎng)狀型三種拓撲結(jié)構(gòu)。在星型拓撲結(jié)構(gòu)中，整個網(wǎng)絡(luò)由一個ZigBee協(xié)調(diào)器來控制，協(xié)調(diào)器負責發(fā)起和維持網(wǎng)絡(luò)正常工作，保持同網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(又稱為終端設(shè)備)通信。在網(wǎng)狀型和樹型拓撲結(jié)構(gòu)中，協(xié)調(diào)器負責啟動網(wǎng)絡(luò)以及選擇關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，同時，也用于擴展網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在樹型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中，路由器采用分級路由策略傳送數(shù)據(jù)和控制信息，采用基于信標的方式進行通信。在網(wǎng)狀型網(wǎng)絡(luò)(又稱為mesh網(wǎng)絡(luò)，對等網(wǎng)絡(luò))，節(jié)點之間使用完全對等的通信方式。11.3.3數(shù)據(jù)傳播ZigBee網(wǎng)絡(luò)中有四種數(shù)據(jù)傳播方式：廣播、多播、單播和多對一通信，這四種方式分別如圖所示。1．廣播廣播是網(wǎng)絡(luò)中一個節(jié)點向網(wǎng)絡(luò)中其他所有節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)的方式。只要處于廣播節(jié)點通信范圍內(nèi)的節(jié)點偵聽信道，就能夠接收到該廣播數(shù)據(jù)，并且與節(jié)點的地址和PAN的網(wǎng)絡(luò)標識符無關(guān)。節(jié)點每次收到數(shù)據(jù)分組時，都要檢查數(shù)據(jù)分組中的目的地址是否與自己的地址相匹配，以便丟棄或接收該數(shù)據(jù)分組。廣播數(shù)據(jù)分組中，目的地址位采用短地址模式，被設(shè)置為0xFFF。該地址表明網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點都是接收者，它同時作為PAN的網(wǎng)絡(luò)標識符，又被稱為PAN的廣播標識符。2．多播多播，又稱為組播，即節(jié)點把數(shù)據(jù)發(fā)送給同一網(wǎng)絡(luò)中的一組節(jié)點。發(fā)送信息的節(jié)點可以在該組內(nèi)，也可以不在該組內(nèi)，因此多播又可分為兩種操作模式：組成員模式和非組成員模式。在組成員模式中，多播的發(fā)起者是組內(nèi)的成員，該成員向多播組內(nèi)的成員發(fā)送數(shù)據(jù)。在非組成員模式中，多播的發(fā)起者是多播組外的節(jié)點，接收多播數(shù)據(jù)分組的對象是多播組內(nèi)的所有節(jié)點。當多播組內(nèi)的節(jié)點是全網(wǎng)節(jié)點時，該多播傳輸方式即等同于廣播。在ZigBee標準中，多播僅僅用于傳輸數(shù)據(jù)幀，所有命令幀都不用多播方式傳輸。3．單播單播用于一個節(jié)點試圖向另一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。單播數(shù)據(jù)分組中包含目的節(jié)點的唯一地址碼。除非特別指明，一般情況下單播處于棄用(default)模式。4．多對一通信匯聚節(jié)點S接收到來自多個成員節(jié)點M的數(shù)據(jù)，稱為多對一通信。

11.4路由

路由是建立從數(shù)據(jù)源到目標節(jié)點路徑的過程，在網(wǎng)絡(luò)中，協(xié)調(diào)器和路由器是負責路由發(fā)現(xiàn)和維護的設(shè)備，路由發(fā)現(xiàn)獲得路徑的長度是由該路徑經(jīng)過的節(jié)點數(shù)目定義的。11.4.1路由代價ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由發(fā)現(xiàn)過程中，鏈路質(zhì)量、跳數(shù)和節(jié)點能量剩余量是確定該路徑是否最優(yōu)的重要參數(shù)。為了簡化最優(yōu)路徑的計算，每條鏈路可單獨計算其連接代價，其中，連接代價由該連接上成功傳遞數(shù)據(jù)分組的概率決定。數(shù)據(jù)分組傳遞成功率越低，則連接代價越大。11.4.2路由表協(xié)調(diào)器或路由器可以建立和維護路由表，路由表中存儲路由節(jié)點信息，該信息為ZigBee網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議中定義的路由表入口項?！澳康牡刂贰睘?6位網(wǎng)絡(luò)地址，“狀態(tài)”是指路由狀態(tài)，“下一跳地址”是指到達目的地址的路由中下一跳的16位網(wǎng)絡(luò)地址。11.4.3路由發(fā)現(xiàn)應(yīng)用層向網(wǎng)絡(luò)層發(fā)送路由請求分組，請求網(wǎng)絡(luò)層為單播、多播、多對一通信方式尋找路由(路由發(fā)現(xiàn))。如果請求分組中包含節(jié)點的唯一地址，則網(wǎng)絡(luò)層提供單播路由；如果請求分組中包含的是16位組播地址，則網(wǎng)絡(luò)層提供多播路由；如果應(yīng)用層沒有提供任何目的地址，網(wǎng)絡(luò)層則認為應(yīng)用層需要一個多對一的路由，并且認為多對一路徑的指向設(shè)備為匯聚節(jié)點。多播路由發(fā)現(xiàn)類似單播路由發(fā)現(xiàn)，源節(jié)點向多播組成員廣播路由請求命令。如果接收到命令的節(jié)點不是多播組中的成員，則把這次多播路由發(fā)現(xiàn)看做單播路由發(fā)現(xiàn)繼續(xù)廣播，不同的地方只是把目的地址設(shè)置為多播組的ID。如果節(jié)點是多播組的成員，其將為該新的路由請求建立或者更新路由表。如果該節(jié)點中已保存有源節(jié)點的地址和路由請求識別碼，則保留路徑代價最小路由，并向源節(jié)點返回路由應(yīng)答。在ZigBee網(wǎng)絡(luò)層也常用到源路由協(xié)議。源路由協(xié)議的機制是，發(fā)送幀的節(jié)點在幀中順序設(shè)置了路由經(jīng)過的節(jié)點地址，當其中的節(jié)點接收到該幀后，不去查詢本地路由表，而是直接根據(jù)幀中的節(jié)點信息選擇下一跳中繼節(jié)點來傳輸該幀。11.4.4路由維護和修復路由建立之后，路由中斷仍可能導致無法把信息傳輸?shù)侥康牡?。導致路由中斷的原因有很多，如?jié)點移動、節(jié)點故障等造成網(wǎng)絡(luò)拓撲變化。考慮到重新建立路由和修復的代價、時延等影響，在連入網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點管理中，每個節(jié)點網(wǎng)絡(luò)層為每個鄰居節(jié)點信息啟動一個失效計數(shù)器，如果計數(shù)器的值超過了網(wǎng)絡(luò)修復門限值(nwkcRepaitThreshold)，則節(jié)點啟動路由修復功能。路由維護即選擇簡單的失效計數(shù)方案來生成失效計數(shù)器的值(即調(diào)整計數(shù)門限值)，或者使用一個更加準確的時間窗口方案來實現(xiàn)路由維護。11.4.5網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層同物理層和MAC層一樣提供兩類服務(wù)：數(shù)據(jù)服務(wù)和管理服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實體NLDE負責數(shù)據(jù)傳輸，通過NLDE的服務(wù)接入點SAP實現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)層管理實體NLME負責管理任務(wù)。11.4.6網(wǎng)絡(luò)層分組結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層分組結(jié)構(gòu)通常由網(wǎng)絡(luò)層首部和網(wǎng)絡(luò)層有效載荷組成。盡管不是所有的分組都包含地址和序列號，但網(wǎng)絡(luò)層分組首部還是按照固定順序出現(xiàn)。下面首先介紹網(wǎng)絡(luò)層通用分組結(jié)構(gòu)，然后介紹數(shù)據(jù)分組結(jié)構(gòu)和命令分組結(jié)構(gòu)。1．通用分組結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層通用分組結(jié)構(gòu)和通用分組中控制字段的結(jié)構(gòu)如圖，各字段簡單介紹如下：(1)幀控制字段為16位，包含所定義的分組類型及其他控制標識位。(2)目的地址字段為16位，表示接收分組節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)地址，無論是何種數(shù)據(jù)傳播格式，在網(wǎng)絡(luò)層分組中必須存在目的地址字段。(3)源地址字段為16位，表示源節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)地址。(4)廣播半徑域字段，只有分組的目的地址為廣播地址(0xFFFF)時，才需要廣播半徑域字段。其長度為1個字節(jié)，并且限定了廣播傳輸?shù)姆秶?5)廣播序列號字段，同廣播半徑域字段一樣，只有分組的目的地址為廣播地址時，才需要廣播序列號字段，其長度為1個字節(jié)，該字段規(guī)定了廣播分組的序列號。(6)分組有效載荷字段，該字段長度可變，包含了各種分組類型的具體信息。2．數(shù)據(jù)分組結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分組幀頭由幀控制字段和根據(jù)需要組合起來的路由域字段組成。數(shù)據(jù)分組有效數(shù)據(jù)載荷字段為網(wǎng)絡(luò)層上層要求網(wǎng)絡(luò)層傳送的數(shù)據(jù)。3．命令分組結(jié)構(gòu)命令分組幀頭部分由幀控制字段和路由域字段組成。幀控制字段的值表示網(wǎng)絡(luò)層的不同命令，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層命令幀的用途對該字段進行設(shè)置。網(wǎng)絡(luò)命令標識符字段表明所使用的網(wǎng)絡(luò)層命令。網(wǎng)絡(luò)層命令分組的有效載荷字段是網(wǎng)絡(luò)層命令本身。

11.5應(yīng)?用?層?協(xié)?議

11.5.1應(yīng)用層架構(gòu)應(yīng)用層是ZigBee網(wǎng)絡(luò)的最高協(xié)議層，其包括三部分：應(yīng)用支持層APS、ZigBee設(shè)備主體ZDO和應(yīng)用架構(gòu)。應(yīng)用支持層為網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層之間提供了接口，該層同其他層一樣提供兩種服務(wù)：數(shù)據(jù)服務(wù)和管理服務(wù)。數(shù)據(jù)服務(wù)由APS數(shù)據(jù)實體APSDE提供，通過APSDE服務(wù)接入點SAP接入到應(yīng)用架構(gòu)。管理能力通過APS管理實體APSME提供，并通過APSME-SAP接入。APS信息庫IB中存有APS的屬性。ZigBee節(jié)點中的應(yīng)用架構(gòu)提供了一個控制和管理應(yīng)用對象的環(huán)境。應(yīng)用對象是由人工設(shè)置和定制的，一個節(jié)點中最多可以定義240個相對獨立的應(yīng)用對象。ZDO為APS子層和應(yīng)用架構(gòu)之間提供一個接口，其中含有對協(xié)議棧的所有功能操作。ZDO通過APSME-SAP接入APSME，并通過ZDO的公共接口與應(yīng)用構(gòu)架之間交互。11.5.2應(yīng)用層幀結(jié)構(gòu)1．應(yīng)用層的通用分組結(jié)構(gòu)在ZigBee的升級版(ZigBeePro)中，通用分組中在APS計數(shù)位后有一個可選域，稱為擴展頭。分組類型字段定義了分組的類型。傳輸模式字段標明了傳輸選擇哪種方式。如果傳輸模式是直接尋址，則該字段在分組中被省略。如果該字段被設(shè)置為1，則該節(jié)點將作為協(xié)調(diào)器，并且分組中的目的Endpoint字段被省略。如果被設(shè)置為0，表明該分組是從協(xié)調(diào)器發(fā)給目的節(jié)點的分組，并且源Endpoint被省略。安全字段由安全服務(wù)提供者設(shè)置。在ACK請求字段中，如果其值設(shè)置為1，表明接收節(jié)點必須返回一個應(yīng)答。如果分組中組地址存在，表明信息將被傳播到組中所有的Endpoint。其中，目的Endpoint字段和組地址不能共存在同一個分組中。簇ID字段僅出現(xiàn)在約束操作過程。APS計數(shù)位是一個8位的計數(shù)器，每成功傳輸一個新的分組，該計數(shù)位加1。該計數(shù)位幫助識別接收到的分組，忽略重復的分組。ZigBee的APS分組分為三種：數(shù)據(jù)分組、命令分組和應(yīng)答分組。2．ZDP分組結(jié)構(gòu)ZDP命令通過APS數(shù)據(jù)服務(wù)產(chǎn)生，其幀結(jié)構(gòu)如圖所示，第一部分是一個8位的業(yè)務(wù)序列號。任何應(yīng)用對象都維護一個計數(shù)器，每次成功傳輸一個新業(yè)務(wù)后就增加1，并把該計數(shù)值放到ZDP命令的業(yè)務(wù)序列號字段中。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)部分包含業(yè)務(wù)本身和命令分配給的其他數(shù)據(jù)。

11.6ZigBee協(xié)議安全機制

11.6.1加密加密是對信息進行置換和重組。ZigBee標準支持高級加密標準AES。在最基本的加密過程中，發(fā)射機端在發(fā)出信息前用一種算法對信息進行加密，該加密算法只有收發(fā)雙方知道，接收端用對應(yīng)的解密算法來還原出原始信息。未加密的信息稱為明文，加密信息稱為密文。如果加密是對一個數(shù)據(jù)塊操作的，則加密算法稱為分組密碼。ZigBee中用的是128bit的分組密碼。在AES中，每個加密算法都配有密鑰，算法本身是公開的，并且是公用的，只是每次傳輸過程中使用的密鑰是保密的。密鑰是一個二進