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第一章 ZigBee概述1

1.1 引言1

1.2 ZigBee联盟的由来1

1.3 ZigBee技术概述2

1.4 LR-WPAN技术概述2

1.5 802.15.4（WPAN）的组成3

1.6 网络拓扑结构3

1.7 体系结构5

1.7.1 物理层5

1.7.2 MAC层5

1.8 功能概述5

1.8.1 超帧结构5

1.8.2 数据传输模式6

1.8.3 帧结构7

1.8.4 鲁棒性9

1.8.5 功耗10

1.8.6 安全性10

1.9 原语的概念11

第二章 物理层规范13

2.1 物理层要求和定义13

2.1.1 工作频段范围13

2.1.2 信道分配和数目13

2.1.3 RF功率测量13

2.1.4 传输功率14

2.1.5 带外杂散发射14

2.1.6 接收机灵敏度定义14

2.2 物理层服务规范14

2.2.1 物理层数据服务14

2.2.2 物理层管理服务16

2.2.3 物理层枚举类型说明21

2.3 PPDU分组格式22

2.4 物理层常量和PIB属性23

2.4.1 物理层常量23

2.4.2 物理层PIB属性23

2.5 2.4GHz物理层规范24

2.5.1 数据速率24

2.5.2 调制和扩频24

2.5.3 2.4GHz频段无线规范26

2.6 868/915MHz频段物理层规范26

2.6.1 868/915MHz频段数据率26

2.6.2 调制和扩频26

2.6.3 868/915MHz频段的无线规范27

2.7 共同的无线规范28

2.7.1 发送状态到接收状态的响应时间28

2.7.2 接收状态到发送状态的响应时间28

2.7.3 误差矢量值定义28

2.7.4 中心频率偏差29

2.7.5 发射功率29

2.7.6 接收机所需信号的最大输入电平29

2.7.7 接收机能量检测（ED）29

2.7.8 链路质量指示（LQI）29

2.7.9 空闲信道评估（CCA）29

第三章 MAC子层规范31

3.1 MAC子层服务规范31

3.1.1 MAC数据服务32

3.1.2 MAC管理服务38

3.1.3 连接原语38

3.1.4 断开连接原语43

3.1.5 信标通知原语48

3.1.6 读取PIB属性原语50

3.1.7 保护时隙（GTS）管理原语51

3.1.8 孤立通知原语55

3.1.9 MAC子层复位原语57

3.1.10 指定接收机激活时间原语58

3.1.11 信道扫描原语60

3.1.12 通信状态原语65

3.1.13 写MAC PIB属性原语67

3.1.14 更新超帧配置原语68

3.1.15 与协调器同步的原语71

3.1.16 从协调器请求数据的原语73

3.1.17 MAC枚举描述75

3.2 MAC帧结构77

3.2.1 一般MAC帧格式77

3.2.2 四种类型帧的帧格式80

3.3 MAC命令帧83

3.3.1 连接和断开连接84

3.3.2 协调器交互命令86

3.3.3 GTS分配和释放89

3.4 MAC常量和PIB属性89

3.4.1 MAC常量89

3.4.2 MAC PIB属性90

3.5 MAC功能说明94

3.5.1 信道接入94

3.5.2 启动和维护PAN97

3.5.3 连接和断开连接100

3.5.4 同步102

3.5.5 事件处理103

3.5.6 传输、接收和应答104

3.5.7 GTS分配和管理108

3.5.8 帧的安全性112

3.6 安全组件规范115

3.6.1 安全组件组成115

3.6.2 AES-CTR安全组件117

3.6.3 AES-CCM安全组件118

3.6.4 AES-CBC-MAC安全组件120

3.7 MAC和PHY相互作用的消息序列图121

第四章 网络层规范124

4.1 网络层状态值124

4.2 网络层概述125

4.3 服务说明125

4.3.1 网络数据服务126

4.3.2 网络发现129

4.3.3 网络构成131

4.3.4 允许设备加入133

4.3.5 作为路由器启动网络134

4.3.6 加入网络135

4.3.7 直接加入设备到网络139

4.3.8 离开网络141

4.3.9 设备复位143

4.3.10 接收者同步144

4.3.11 信息数据库维护147

4.4 帧格式149

4.4.1 一般NPDU帧格式149

4.4.2 各种帧类型格式150

4.5 命令帧151

4.5.1 路由请求命令151

4.5.2 路由响应命令152

4.5.3 路由错误命令154

4.5.4 离开命令154

4.6 常数和NIB属性155

4.6.1 网络层常数155

4.6.2 网络层信息数据库156

4.7 功能描述158

4.7.1 网络和设备维护158

4.7.2 传输和接收171

4.7.3 路由172

4.7.4 信标传输时序182

4.7.5 广播通信184

4.7.6 MAC信标里的NWK信息184

4.7.7 稳固数据186

第五章 应用层规范187

5.1 概述187

5.1.1 应用支持子层187

5.1.2 应用框架188

5.1.3 寻址188

5.1.4 应用通信基础189

5.1.5 发现190

5.1.6 绑定190

5.1.7 消息191

5.1.8 ZigBee设备对象191

5.2 ZigBee应用支持子层（APS）192

5.2.1 范围192

5.2.2 目的192

5.2.3 应用支持子层概述192

5.2.4 服务规范193

5.2.5 帧格式203

5.2.6 命令帧206

5.2.7 常量和PIB属性206

5.2.8 功能描述207

5.3 ZigBee应用框架210

5.3.1 创造一个ZigBee剖面210

5.3.2 标准的数据类型格式212

5.3.3 ZigBee描述符214

5.3.4 AF帧格式221

5.3.5 KVP命令帧223

5.3.6 功能描述227

5.4 ZigBee设备剖面227

5.4.1 范围227

5.4.2 设备剖面概述227

5.4.3 客户机服务229

5.4.4 服务器服务243

5.4.5 ZDP枚举描述259

5.4.6 兼容260

5.5 ZigBee设备对象260

5.5.1 范围260

5.5.2 设备对象描述260

5.5.3 层接口描述262

5.5.4 对象定义和行为262

5.5.5 配置属性271

第六章 安全服务规范274

6.1 内容概况274

6.2 概述274

6.2.1 安全体系结构和设计274

6.2.2 MAC层安全276

6.2.3 NWK层安全277

6.2.4 APL层安全277

6.2.5 信任中心任务278

6.3 MAC层安全279

6.3.1 帧安全279

6.3.2 安全相关MAC PIB属性280

6.4 网络层安全281

6.4.1 帧安全281

6.4.2 安全NPDU帧283

6.4.3 与安全相关的NIB属性283

6.5 APS层安全284

6.5.1 帧安全285

6.5.2 密钥建立服务287

6.5.3 传输密钥服务293

6.5.4 更新设备服务297

6.5.5 移除设备服务298

6.5.6 请求密钥服务299

6.5.7 交换密钥服务301

6.5.8 安全APDU帧302

6.5.9 命令帧302

6.5.10 安全相关AIB属性305

6.6 共同的安全因素306

6.6.1 辅助帧帧头格式306

6.6.2 安全参数307

6.6.3 密码密钥层次308

6.6.4 执行方针308

6.7 功能描述309

6.7.1 ZigBee协调器309

6.7.2 信任中心应用309

6.7.3 安全进程309

第七章 短距离无线通信技术比较321

7.1 短距离无线通信技术简介321

7.1.1 Bluetooth（蓝牙）321

7.1.2 红外技术322

7.1.3 IEEE 802.11系列322

7.1.4 RFID323

7.1.5 超宽带323

7.1.6 DECT324

7.1.7 HomeRF324

7.1.8 HiperLAN325

7.2 几种短距离无线技术的比较325

第八章 ZigBee应用案例分析327

8.1 概述327

8.1.1 工业控制327

8.1.2 汽车控制327

8.1.3 农业控制327

8.1.4 医学领域328

8.1.5 家用领域328

8.1.6 其他领域328

8.1.7 应用小结328

8.2 ZigBee相关芯片329

8.2.1 CC2420与CC2430329

8.2.2 MC13193332

8.2.3 各种芯片信能比较334

8.3 具体应用方案334

8.3.1 ZigBee在单兵系统中的应用335

8.3.2 煤矿安全检测系统336

8.3.3 无线抄表系统337

附录 常用术语英汉对照表340

参考文献344