如何进行Zigbee无线传感器网络的研究与实验

　　有人将ZigBee翻译成「紫蜂」，为无线个人局域网络（Wireless Personal Area Networks， WPAN）的标准之一，已于 2005年6月27日 公布。除了逻辑链路控制（Logic Link Control， LLC）层、媒介存取控制层（MAC），与物理层使用2003年10月公布的IEEE 802.15.4标准外，ZigBee标准协议制定了应用层与网络层，及MAC、应用层与网络层的安全加密服务标准。

　　以传感器和自组织网络为代表的无线应用并不需要较高的传输带宽，但却需要较低的传输延时和极低的功率消耗，使用户能拥有较长的电池寿命和较多的器件阵列。目前迫切需要一种符合传感器和低端的、面向控制的、应用简单的专用标准，而Zigbee的出现正好解决了这一问题。Zigbee有着高通信效率、低复杂度、低功耗、低速率、低成本、高安全性以及全数字化等诸多优点。这些优点使得Zigbee和无线传感器网络完美地结合在一起。目前，基于Zigbee技术的无线传感器网络的研究和开发已得到越来越多的关注。

　　１ Zigbee协议术语

　　配置文件（profile）：Zigbee协议的配置文件是对逻辑组件及其相关接口的描述，是面向某个应用类别的公约、准则．通常没有程序代码与配置文件相关联．

　　属性（attribute）：设备之间通信的每一种数据像开关的状态或温度计值等皆可称为属性．每个属性可得到唯一的ＩＤ值．

　　簇（cluster）：多个属性的汇集形成了簇，每个簇也拥有一个唯一的ＩＤ．虽然个体之间传输的通常是属性信息，但所谓的逻辑组件的接口指的却是簇一级的操作，而非属性一级．

　　终端（endpoint）：每个支持一个或多个簇的代码功能块称为终端．不同的设备通过它们的终端及所支持的簇来进行通信．

　　配置文件定义了属性ＩＤ与簇ＩＤ，使之看起来就像设备的某种特性．以家庭智能控制系统为例，灯配置文件设定了远程控制设备的簇OnOffDRC含有一种属性ＯnOff，且该属性为无符号８位值，值０ＸＦＦ意味着＂开＂，０Ｘ００为关，０ＸＦ０则为无效。通常，配置文件也为设备定义了，哪些簇是强制托管的，哪些簇是可选择的。另外，配置文件还定义了一些可选择的Ｚigbee协议托管服务．

　　基于簇及配置所定义的服务，用户可使用配置文件中定义的属性编写所需的函数．改写自己的程序代码．因此，配置文件使得ZigBee 设备可以互操作。任何遵循某一标准配置文件的节点都可以与其他实现相同配置文件的节点进行互操作。也就是说，在使用同一标准配置文件进行设计的基础上，即使生产开关的厂家与生产控制器的厂家不同，他们生产的产品仍可实现协同操作．

　　以家庭智能系统中的灯光控制为例，灯配置文件定义了６个设备，协议栈通过带有以下信息的报头文件对此配置提供支持：配置（profile）ID，设备ＩＤ及版本，簇ＩＤ，属性ＩＤ，属性数据类型．