Zigbee作為通信協(xié)議，被廣泛應(yīng)用于各種系統(tǒng)之中。對于Zigbee協(xié)議，大家大都有所耳聞。為增進(jìn)大家對Zigbee的了解，本文將基于兩點(diǎn)介紹Zigbee：1.Zigbee在倉儲物流中的應(yīng)用，2.Zigbee協(xié)議的結(jié)構(gòu)。如果你對Zigbee具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、Zigbee在倉儲物流系統(tǒng)中的實(shí)踐應(yīng)用

隨著倉儲物流系統(tǒng)的推廣，對于無限數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用需求呈現(xiàn)出不斷攀升的趨勢，于此期間，特別對無線通信技術(shù)提出了高效、低成本的要求，所以，ZigBee無線通信技術(shù)憑借其安全可靠、多路徑路由方式等特征，尤為適用于倉儲物流系統(tǒng)中。對于ZigBee無線通信技術(shù)在倉儲物流系統(tǒng)中的實(shí)踐應(yīng)用，具體而言：其一，對現(xiàn)場車輛的調(diào)度安排。因?yàn)檐囕v與控制臺相互間的聯(lián)系尤為重要，而常規(guī)無線通信協(xié)議難以確保可在倉儲物流此類應(yīng)用環(huán)境中的傳輸距離，所以可引入ZigBee無線通信技術(shù)以實(shí)現(xiàn)對該部分問題的有效解決。其二，可將網(wǎng)狀ZigBee無線通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)用于倉儲物流中，依托數(shù)據(jù)接力、動態(tài)路由等途徑，切實(shí)保證全面系統(tǒng)通信的可靠性、高效性。其三，對于倉儲物流中的車輛而言，它們的總是要進(jìn)行不斷的移動，而常規(guī)無線通信協(xié)議在找尋最佳路徑時總是會表現(xiàn)出靈活性不足的問題，而通過對ZigBee無線通信技術(shù)的應(yīng)用，憑借其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可滿足信息傳輸路徑不斷轉(zhuǎn)變的需求，并可靈活提供一條理想的傳輸路徑以確保通信的質(zhì)量。所以，依托設(shè)置科學(xué)適用的ZigBee節(jié)點(diǎn)，可促進(jìn)全面物流倉儲系統(tǒng)的健康穩(wěn)定運(yùn)行。

二、Zigbee協(xié)議的結(jié)構(gòu)

ZigBee 協(xié)議屬于高級通信協(xié)議，是基于上世界的IEEE協(xié)會制定的802協(xié)議，主要約束了網(wǎng)路的無線協(xié)議、通訊協(xié)議、安全協(xié)議和應(yīng)用需求等方面的標(biāo)準(zhǔn)，其有效轉(zhuǎn)播速率可以達(dá)到300Kbps (千比特率)。 和計(jì)算機(jī)通信的模式類似，ZigBee的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是分層結(jié)構(gòu)，自下而上主要由五層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中包括用戶層，ZigBee聯(lián)盟和 IEEE802.15.4協(xié)議。

Zigbee的結(jié)構(gòu)分為4層：分別是物理層，MAC層，網(wǎng)絡(luò)/安全層和應(yīng)用/支持層。 其中應(yīng)用/支持層與網(wǎng)絡(luò)/安全層由Zigbee聯(lián)盟定義，而MAC層和物理層由IEE802.15.4協(xié)議定義，以下為各層在Zigbee結(jié)構(gòu)中的作用：

1. PHY 層-硬件層

在 ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)中，PHY 層位于協(xié)議層的最底層，是距離硬件最近的層，它直接控制并與無線收發(fā)器通信。PHY 層負(fù)責(zé)激活發(fā)送或接受數(shù)據(jù)包的無線設(shè)備。PHY 層還選擇信道的頻率并確保該頻道當(dāng)前沒有被任何一個其他網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備所使用。

作用：啟動和禁用射頻收發(fā)器、傳輸和接收數(shù)據(jù)包、選擇信道頻率、執(zhí)行能量檢測、CCA、產(chǎn)生LQI。

2. MAC 層-介質(zhì)訪問控制層

MAC 層為 PHY 層和 NWK 層提供了接口，它負(fù)責(zé)產(chǎn)生信標(biāo)和為信標(biāo)(beacon-enabled 網(wǎng)絡(luò))同步設(shè)備，MAC 層還提供建立連接和解除連接的服務(wù)。

作用：如果是協(xié)調(diào)器可以產(chǎn)生信標(biāo)、使用信標(biāo)，同步執(zhí)行CSMA-CA、處理GTS，在兩個對等MAC實(shí)體之間(不同設(shè)備)提供可靠的鏈接、PAN關(guān)聯(lián)和接觸關(guān)聯(lián)的服務(wù)、安全支持。

3. NWK 層-網(wǎng)絡(luò)層功能

NWK 層接口負(fù)責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)形成和路徑選擇。路徑選擇就是選擇將信息轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)設(shè)備的路徑。ZigBee coordinator 和 router 負(fù)責(zé)發(fā)現(xiàn)和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)中的路徑，ZigBee 終端設(shè)備不能執(zhí)行發(fā)現(xiàn)路徑。ZigBee coordinator 或者 router 將代表終端執(zhí)行路徑發(fā)現(xiàn)，ZigBee coordinator 的 NWK 層負(fù)責(zé)建立一個新的網(wǎng)絡(luò)和選擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?樹型，星型，或網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，ZigBee coordinator 還為網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備分配網(wǎng)絡(luò)地址。

作用：配置一個新的設(shè)備，例如，把新的設(shè)備配置成zigbee協(xié)調(diào)器，或者嘗試加入一個已經(jīng)存在的網(wǎng)絡(luò)、啟動新的網(wǎng)絡(luò)、加入或者離開一個網(wǎng)絡(luò)、執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)安全、路由信息幀到它們的目的地。(協(xié)調(diào)器或者路由器)、發(fā)現(xiàn)和維護(hù)設(shè)備間的路由、發(fā)現(xiàn)單跳鄰居，并存儲它們的信息(單跳設(shè)備不需要中繼服務(wù))、分配地址給假如網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備(協(xié)調(diào)器或路由器)

4. APL 層-應(yīng)用層

APL 層是 ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)中的最高協(xié)議層并且管理應(yīng)用對象。生產(chǎn)商開發(fā)應(yīng)用對象來為各種應(yīng)用定制一款設(shè)備，在 ZigBee 設(shè)備中，應(yīng)用對象控制和管理協(xié)議層，單個的設(shè)備中最多可以有 240 個應(yīng)用對象。

在開發(fā)一個應(yīng)用時，ZigBee 標(biāo)準(zhǔn)提供了使用應(yīng)用框架的選擇。應(yīng)用框架是一系列關(guān)于特定應(yīng)用消息格式和處理動作的協(xié)議。使用應(yīng)用框架可以使不同供應(yīng)商開發(fā)的同一款應(yīng)用的產(chǎn)品之間有更好的互操作性。

包括APS應(yīng)用支持子層、ZDO設(shè)備對象、AF應(yīng)用框架。

APS：保存綁定表、在相互綁定設(shè)備之間傳送消息、管理組地址、映射64位IEEE地址到16位網(wǎng)絡(luò)短地址、提供可靠數(shù)據(jù)傳輸

ZDO：定義網(wǎng)絡(luò)角色(協(xié)調(diào)器，路由器或終端設(shè)備)、發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備及其應(yīng)用，初始化或響應(yīng)綁定請求、執(zhí)行安全相關(guān)任務(wù)

AF：應(yīng)用對象運(yùn)行的環(huán)境、一些縮寫的解釋、CCA 空閑信道評估、LQI 鏈路質(zhì)量指標(biāo)、CSMA-CA 避免沖突的載波偵聽多路訪問、GTS 確定時隙、PAN 個人局域網(wǎng)

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