ZigBee2007/PRO协议栈实验与实践

出版时间：2009-3  出版社：北京航空航天大学  作者：李文仲//段朝玉  页数：314  
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前言

　　当今世界通信技术迅猛发展。ZigBee作为一种新兴的短距离无线通信技术，正有力地推动着低速率无线个人区域网络LR—WPAN（Low—RateWirelessPersonalAreaNetwork）的发展。Zig—Bee是基于IEEE802．15．4标准的应用于无线监测与控制应用的全球性无线通信标准，强调简单易用、近距离、低速率、低功耗（长电池寿命）且极廉价的市场定位，可以广泛应用于工业控制、家庭自动化、医疗护理、智能农业、消费类电子和远程控制等领域，拥有广阔的应用前景。　　ZigBee技术核心是运行于微控制器内部的一套软件，也称之为软件ZigBee协议栈，负责该协议规范制定的是ZigBee联盟。ZigBee联盟于2004年12月通过了ZigBeel．0（也称Zig—Bee2004）标准，之后于2005年9月公布并提供下载。　　2006年12月，ZigBee联盟又推出ZigBee1．1（也称ZigBee2006）版。ZigBeel．1较原有ZigBeel．0作了比较大的改进，例如新增ZCL（ZigBeeClusterLibrary）、集团装置（GroupDe—vice）、多播（Multicast）功效及更丰富的网络拓扑，并且可以直接通过无线方式（OverTheAir，OTA）进行组态配置和软件更新，此外还移除了KVP（KeyValuePair）的信息格式。　　2007年10月，ZigBee联盟推出ZigBee2007，制订出ZigBeeProFeatureSet（简称ZigBeePRO）的新标准，对ZigBee协议栈进行了重大升级，加强了对家庭自动化（HomeAutomation，HA）、建筑／商业大楼自动化（BuildingAutomation，BA）和高级抄表结构（AdvancedMeterInfrastructure，AMI）3种应用类型的支持；同时在自动跳频以及支持更大的网络、更高级的路由算法等方面的改进和提高，将ZigBee协议栈的可用性和可靠性提高到一个全新的阶段。　　成都无线龙通讯科技有限公司（以下简称无线龙）自ZigBee协议公开以来，一直专注于Zig—Bee技术的研究开发，在ZigBee开发系统和相关教材书籍方面，努力跟踪该技术的发展。Zig—Beel．0的协议配套教材为《ZigBee无线网络技术入门与实战》，配套开发系统为C51RF—JKS；ZigBeel．1的协议配套教材为《ZigBee2006无线网络与无线定位实战》，配套开发系统为CSlRF一3一PK。本教材就是专门为ZigBeePRO协议而作，配套系统为C51RF—CC2520一PK。

内容概要

介绍掌握ZigBee技术的关键——ZigBee协议栈。从ZigBee1.0到ZigBee1.1，再到目前的ZigBee PRO，协议栈的结构、功能调用、参数设置、软件代码等都有了重大的变化，掌握的难度也在不断增加。如何在这复杂的协议栈技术手册和浩瀚的代码中抓住其中的精髓？如何驾驭协议栈和实现自己的应用设计？只有靠具体动手实践，靠大量的实验去体验和观察。同时介绍了本书涉及的ZigBee芯片CC2520及相关低功耗微控制器MSP430。    本书没有太多的理论描述，主要从实践人手，让读者更多地体会ZigBee协议如何用程序实现，如何利用ZigBee协议达到需要的目的，如何在ZigBee协议栈之上建立自己的应用，从而更快速地完成项目。    本书可作为从事单片机，无线应用、自动化控制、无线传感等技术的工程技术人员的学习、参考用书，也可作为高等院校的计算机、电子、自动化专业无线通信课程的教材。

书籍目录

第1章  zigBee技术概述  1.1　zigBee技术的演变与进展    1.1.1　ZigBee技术的由来    1.1.2　ZigBee技术的发展历程  1.2　ZigBee技术特点  1.3  ZigBee2007／PR0特性    1.3.1  ZigBee与ZigBee PR0比较    1.3.2　不同ZigBee版本的兼容分析  1.4　ZigBee无线网络使用频谱和ISM开放频带  1.5　ZigBee技术的广阔应用前景第2章  低功耗微控制器MSP430与zigBee芯片CC2520  2.1　低功耗微控制器MSP430    2.1.1　关键特性    2.1.2　MSP430模块化架构    2.1.3  16位RISC先进CPU    2.1.4　超低功耗性能    2.1.5　灵活的时钟系统    2.1.6　智能外设    2.1.7  MSP430应用  2.2  MSP430F2618简介    2.2.1  MSP430F2xxx介绍    2.2.2  MSP430F2618特性  2.3  ZigBee芯片CC2520      2.3.1  CC2520的特性    2.3.2 CC2520引脚描述    2.3.3  cC2520与CC2420的区别    2.3.4 CC2520典型设计第3章  zigBee无线网络多功能开发系统  3.1  无线网络ZigBee开发系统平台选择    3.1.1  如何选择嵌入式无线开发工具和平台    3.1.2　需要的设备和必要条件    总结  3.2  多功能可视化ZigBee无线网络开发系统C51RF-3-P    3.2.1　CSlRF-3-PK仿真器    3.2.2　网络液晶扩展板    3.2.3　C51RF-3-PK电池板    3.2.4　ZigBee模块  3.3　图形化ZigBee2007开发系统    3.3.1　ZigBee模块CC2520    3.3.2　网络液晶扩展板  3.4　ZigBee软件集成开发平台    3.4.1　IAR集成开发环境的安装    3.4.2　添加文件或新建程序文件    3.4.3　设置工程选项参数    3.4.4　编译、链接、下载    3.4.5　仿真调试第4章  ZigBee开发入门  4.1　认识ZigBee协议栈  4.2　ZigBee网络数据传输    4.2.1　实验目的    4.2.2　ZigBee数据传输原理解析    4.2.3　实验设备准备  4.3　ZigBee协议栈编译／下载    4.3.1　设备选择及设置    4.3.2　编译／下载程序  4.4 　ZigBee源代码剖析    4.4.1　发送一个信息包    4.4.2　收发数据过程    4.4.3　接收一个信息包  4.5　实验流程    4.5.1　流程图    4.5.2　路由器代码    4.5.3　协调器代码  4.6　ZigBee分析仪分析ZigBee数据包    4.6.1　协议分析仪　　……第5章　ZigBee无线网络开发进阶第6章　ZigBee2007/PRO入门第7章　ZigBee2007/PRO进阶第8章　ZigBee2007/PRO高级应用——家庭自动化第9章　ZigBee2007无线传感器网络附录A　网络层所定义的特性常量附录B　网络层信息库属性参考文献

章节摘录

　　第1章　zigBee技术概述　　ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术。它是一种介于无线标记技术与蓝牙之间的技术提案，此前被称作HomeRF Lite或FireFly无线技术，主要用于近距离无线连接。它有自己的无线电标准，是通过数千个微小的传感器之间相互协调来实现通信的。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以通信效率非常高。而这些数据就可以进入计算机用于分析，或者被另外一种无线技术如WiMax收集。　　1.1　zigBee技术的演变与进展　　ZigBee的基础是IEEE 802.15.4。它是IEEE无线个人区域网（Personal Area Network，PAN）工作组的一项标准，被称作IEEE 802.15.4（ZigBee）技术标准。　　ZigBee不只是802.15.4的名字。因为IEEE仅规范了低级媒体控制层（MAC）层和物理层协议，所以ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化。IEEE 802.15.4完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4 KB，或者作为Hub或路由器的协调器的32 KB。每个协调器可连接多达255个节点，几个协调器则可形成一个网络，而对路由传输的数目则没有限制。ZigBee联盟还开发了安全层，以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其他节点获得。

用户评论 (总计7条)

•   　　这次我想评论的又是一本北航出版社出的书，属于无线单片机技术丛书系列。虽然之前已经翻阅过这个系列中的另一本书，感觉写得很是混乱，但无奈和ZigBee Pro相关的文献资料太少，所以不得不掏钱从卓越上订了这么一本新书，这也是市面上唯一一本涉及ZigBee Pro技术内容的图书。实际上这套系列丛书中的大部分内容都是在为国内某无线通讯公司的产品做广告，这其实也无可厚非，只要书的内容写得好，有参考和应用价值，读者一般是不会介意的。可惜这本书只是在条理上比上本《ZigBee无线网络技术入门与实战》清晰了一些，但在具体的理论介绍中，还是存在着一丝不挂的抄袭和五花八门的错误。
  　　
  　　首先是有关ZigBee Pro协议的介绍，这应该是本书下笔的重点，可全书只用了十页的篇幅来叙述了ZigBee Pro的特性，而且这部分内容完全照抄了网上的两篇中文文献。之前我已经在网上搜遍了所有关于的ZigBee Pro的文章，中文的基本上只有这两篇，即使是英文文献也几乎没有几篇。本书一来没有注明这两篇文章为参考文献，二来虽然一字不落的把人家的文字拷贝过来，却把原文中的很多图表给弄错了，比如从图1.8到图1.13的这几幅图，不是标题被写错了，就是把图中细节给画错了。这只能说明本书的编者没花心思过目原文的内容，估计也谈不上什么理解了。编者同样应该没有查阅国外的一些相关资料，所以Frequency Agility，Asymmetric Link Handling和Multicast这些ZigBee Pro的新特性都没有在书中得到具体的介绍。可笑的是书的封面上就是Asymmetric Link Handling的示意图，可是在文中却只字未提。另外第6页和第186页的内容也完全相同，把别人的文章给拷贝了两次。
  　　
  　　在对ZigBee协议的基本介绍中，本书也存在着明显的错误。比如第四章第二小节介绍ZigBee网络数据传输的原理，建立网络和加入网络这两部分内容翻译了官方的ZigBee协议文档。可是本书翻译的依旧是ZigBee2006版本的文档，虽然其和ZigBee2007/Pro版本的差别不算太大。为了减少篇幅，本书在翻译的过程中对原文档内容进行了删减和合并，导致某些地方条理混乱，比如把允许加入网络和加入网络合并在一节，并莫名其妙的删掉了NWK Rejoin这个重要的内容。一些明显的字词错误和缺漏不提，某些语句的翻译也显得很业余。比如原始文档中”When this procedure is initiated, the NLME of a potential parent shall first determine whether the device wishing to join already exists on its network.” 这句，在书中被翻译成”当这个流程开始后，潜在父设备的网络层管理实体（NLME）首先要确定设备是否愿意与已经存在的网络连接”。在我看来，翻译成”潜在父设备的网络层管理实体（NLME）首先要确定愿意加入它的设备是否已经存在于网络中”似乎要好的多。
  　　
  　　如果这些错误存在一篇普通的毕业论文中，还情有可原，但出现在这样的专业书籍中就有些让人觉得不可接受了，这样的内容只会让刚入门的新手对ZigBee的基本概念更加糊涂。其实学习ZigBee技术最便捷的方法就是直接去看那些国外大公司网站上的技术支持文档，无论是准确性、条理性和易懂性上都不是国内这些乱七八糟的文章所可比的。当然前提是你要有能力和耐心看完那些英文。
  　　
•   还好有你的回复 最近我想学习自己写协议
  能推荐一些学习资料么
•   我也买了这本关于ZIGBEE2007/PRO的书，让我看得很是郁闷，明明在ZIGBEE2007/PRO的特性章节有描述清楚ZIGBEE2006版本与PRO的区别，但后边几章依然是用的ZIGBEE2006规范版本在做说明，这不是误导吗？看了下封面，明明写的是关于2007/PRO版本的书啊？。。太不负责任了！这样的公司让人怎么相信你们的产品呢？
•   我也买这这本书，感觉纯粹是摘抄加翻译。。。而且翻译也很烂。。。。
•   我是学电气自动化的...毕业设计不幸抽到ZIGBEE，我该看什么书入门？
•   个别程序的翻译也让人无语，不如直接看Z-STACK里面的原文注释
•   直接看里面的说明文档，挺给力的，国产的基本感觉都不咋地。