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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PAN 97

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 RFID 323

7.1.5 超宽带 323

7.1.6 DECT 324

7.1.7 HomeRF 324

7.1.8 HiperLAN 325

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CC2430 329

8.2.2 MC13193 332

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