ZigBee技術(shù)發(fā)展及其特點剖析

1、第2章ZigBee技術(shù)及協(xié)議分析2.1 ZigBee技術(shù)的發(fā)展及其特點長期以來，低成本、短距離、低傳輸率、低功率的無線通訊市場一直存在著。 藍牙（Bluetooth）技術(shù)的出現(xiàn)曾讓玩具制造商、家庭自動化控制以及工業(yè)控制等 業(yè)界從業(yè)者興奮不已，盡管藍牙技術(shù)有很多優(yōu)點，但是高昂的價格和其存在的技 術(shù)缺陷嚴重影響了這些廠商的使用意愿。對于工業(yè)控制、家庭自動化控制等領(lǐng)域而言，藍牙技術(shù)過于復雜、功耗過大、距離近、組網(wǎng)規(guī)模達不到應用要求等，而 工業(yè)自動化等領(lǐng)域?qū)o線通信的需求越來越大。因此，經(jīng)過人們的努力，于2004年正式推出了 ZigBee協(xié)議規(guī)范。ZigBee的發(fā)展基礎(chǔ)是標準，它是一種新型的短距、低速

2、、低 功耗的無線通信技術(shù)，其前身是INTEL、IBM等產(chǎn)業(yè)巨頭發(fā)起的“ HomeRF Lite” 無線技術(shù)。負責起草標準的工作組于2000年成立，2002年美國摩托 羅拉（Motorola）公司、荷蘭菲利普斯（Philips）公司、英國Invensys公司、日 本三菱電器公司等發(fā)起成立了 ZigBee聯(lián)盟，。到目前為止，ZigBee聯(lián)盟已有200 多家成員企業(yè)，而且還在迅速壯大中。這些企業(yè)包裹半導體生產(chǎn)商、IP服務提供商以及消費類電子廠商等，而這些公司都參加了工作組，為ZigBee物理和媒體控制層技術(shù)標準的建立做出了它們的貢獻。2004年ZigBee1.0（又稱ZigBee2004）誕生，它是

3、ZigBee的第一個規(guī)范，這 使得ZigBee有了自己的發(fā)展基本標準。但是由于推出倉促存在很多不完善的地 方，因此在2006年進行了標準的修訂，推出了 ZigBee1.1 （又稱ZigBee2006）， 但是該協(xié)議與ZigBee1.0是不兼容的。ZigBee1.1相較于ZigBee1.0做了很多修改， 但是ZigBee1.1仍無法達到最初的設(shè)想，于是在2007年再次修訂（稱為 ZigBee2007/PR0），能夠兼容之前的 ZigBee2006,并且加入了 ZigBee PRO部分， 此時ZigBee聯(lián)盟更專注于以下三種應用類型的拓展：家庭自動化（HA ）、建筑/商業(yè)大樓自動化（BA，以及先進

4、抄表基礎(chǔ)建設(shè)（AMI ）。隨著ZigBee標準的完善以及各軟件以及硬件廠商的不斷努力，用于ZigBee開發(fā)的軟硬件正趨于完善，ZigBee技術(shù)的實用化不斷推進，其使用領(lǐng)域不斷拓 展。使ZigBee技術(shù)在2004年就被列為當今世界發(fā)展最快、市場前景最廣闊的十 大高新技術(shù)之一。ZigBee技術(shù)有以下幾個方面的特點：（1） 短時延。通信時延以及休眠狀態(tài)激活時延都很短，通常在15ms至30ms間。（2）高可靠性。采用了 CSMA/CA （碰撞避免）機制，而且為需要固定帶寬的通信業(yè)務預留了專用的時隙，從而避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時可能出現(xiàn)的競爭和沖突；節(jié)點模塊間有自動動態(tài)組網(wǎng)功能，信息在整個ZigBee網(wǎng)絡(luò)中是通

5、過自動路由方式傳輸?shù)?，這樣可以保證信息的可靠傳輸。（3）低數(shù)據(jù)率。數(shù)據(jù)傳輸率在10kb/s到250kb/s之間。（4）低功耗。兩節(jié)五號電池即可使用 6個月至2年，免去了經(jīng)常更換電池或者 是充電的麻煩。（5）低成本。ZigBee的低數(shù)據(jù)傳輸率，簡單的協(xié)議，都大大降低了成本，而且 ZigBee協(xié)議是免專利費的。（6） 有效范圍大?？梢愿采w的有效范圍在10-75m之間，具體與實際工作環(huán)境 和工作模式有關(guān)，基本可以滿足普通家庭以及辦公室環(huán)境的使用要求。（7） 工作頻段比較靈活。三個工作頻段分別為：2.4GHz （全球，具有16個速 率為250kb/s的信道）、915MHz（美國，具有10個40kb/s

6、的信道）以及868MHz（歐洲，具有1個20kb/s的信道），而這些頻段均為免執(zhí)照頻段。（8）網(wǎng)絡(luò)拓撲能力優(yōu)良。ZigBee有網(wǎng)路自愈能力，ZigBee有星狀、樹狀和網(wǎng)狀 三種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。所以通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)拓撲可以覆蓋很大的區(qū)域。（9）高安全性。ZigBee為我們提供了數(shù)據(jù)完整性檢查功能以及鑒權(quán)功能，加密 算法采用AES-128,具有很好的保密性。（10）大網(wǎng)絡(luò)容量。網(wǎng)絡(luò)可支持多達 65000個節(jié)點。2.2 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓扌卜1昭13 14首先介紹下ZigBee的設(shè)備類型：協(xié)調(diào)器（coordinator）、路由器（router）以及終 端設(shè)備（End Device） o終端設(shè)備（E

7、nd Device）:結(jié)構(gòu)和功能是最簡單的，采用電池供電，大部分時 間都處于睡眠狀態(tài)以節(jié)約電量，延長電池的使用壽命。路由器（router）：需具備數(shù)據(jù)存儲和轉(zhuǎn)發(fā)能力以及路由發(fā)現(xiàn)的能力。除完成應 用任務外，路由器還必須支持其子設(shè)備連接、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、路由表維護等功能。協(xié)調(diào)器（coordinator）：協(xié)調(diào)器是一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)的第一個開始的設(shè)備或者是 一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)的啟動或者建立網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。協(xié)調(diào)器節(jié)點需選擇一個信道和唯 一的網(wǎng)絡(luò)標識符（PAN ID），然后開始組建一個網(wǎng)絡(luò)。協(xié)調(diào)器設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中還有其 他作用，比如建立安全機制，網(wǎng)絡(luò)中的綁定等。ZigBee支持包含主從設(shè)備的星狀、樹簇狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)

8、拓撲，每個網(wǎng)絡(luò)中都 會存在一個唯一的協(xié)調(diào)器，它相當于有線局域網(wǎng)中的服務器，對本網(wǎng)絡(luò)進行管理。 ZigBee以獨立的節(jié)點為依托，通過無線通信組成星狀、樹狀或網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，因此 不同的節(jié)點功能可能不同。為了降低成本就出現(xiàn)了全功能設(shè)備（FFD ）和半功能設(shè)備（RFD）之分，F(xiàn)FD支持所有的網(wǎng)絡(luò)拓撲在網(wǎng)絡(luò)中可以充當任何設(shè)備（協(xié)調(diào) 器、路由器及終端節(jié)點）而且可以與所有設(shè)備進行通信，而RFD則在網(wǎng)絡(luò)中只能作為子節(jié)點不能有自己的子節(jié)點（即只能作為終端節(jié)點）而且其只能與自己的 父節(jié)點通信，RFD功能是FFD功能的子集。ZigBee設(shè)備有兩種地址，一個是唯一的64位的IEEE地址（絕對地址），可 以使用這個64位地

9、址在PAN中進行通信，一個是16位的短地址（相對地址），它 是在設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器建立連接后協(xié)調(diào)器為設(shè)備分配的 16位的短地址，此短地址 可用來在PAN內(nèi)進行通信。星狀拓撲結(jié)構(gòu)在一個星狀拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中存在一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器以及若干個從設(shè)備。協(xié)調(diào)器的作用是建立和維護網(wǎng)絡(luò)，他必須是FFD，而且一般都會有穩(wěn)定的電源供電， 因 此不用考慮能耗的問題。從設(shè)備可以是 FFD也可以是RFD，大部分情況下從設(shè) 備都是用電池供電的RFD，它只能與協(xié)調(diào)器直接通信，如果要與其他設(shè)備進行 通信則需要協(xié)調(diào)器進行轉(zhuǎn)發(fā)。星狀網(wǎng)絡(luò)的建立：當一個FFD設(shè)備上電或復位開始工作時，它會檢測周圍 的通信環(huán)境，選擇合適的信道并確定該網(wǎng)絡(luò)唯一

10、的 PAN標識符，建立一個網(wǎng)絡(luò)。 PAN標識符用來區(qū)分本網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的從設(shè)備也是通過PAN標識符確定自己與協(xié)調(diào)器的從屬關(guān)系的。網(wǎng)絡(luò)建立后，協(xié)調(diào)器就允許其他設(shè)備與其建立 連接、加入網(wǎng)絡(luò)。這樣，ZigBee星狀網(wǎng)絡(luò)就建立起來了。星狀網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)簡單、容易實現(xiàn)而且管理方便，但不適合大規(guī)模的復雜網(wǎng) 絡(luò)，而且如果網(wǎng)絡(luò)中某個節(jié)點斷開就會影響其他節(jié)點的通信，這限制了無線網(wǎng)絡(luò) 的部署范圍。o協(xié)最需個仍fit節(jié)點O T功寵F虛O協(xié)洞賽Or 肪nt 節(jié)點圖2-1.星狀網(wǎng)絡(luò)拓撲圖2-2.樹簇狀網(wǎng)絡(luò)拓撲o個肅亍功悼節(jié)屯Ot功儺圖2-3.網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓撲222樹簇狀拓撲結(jié)構(gòu)樹簇狀網(wǎng)絡(luò)拓撲其實是對星狀網(wǎng)絡(luò)的擴充，樹

11、簇狀拓撲結(jié)構(gòu)適合于分布范圍 較大的網(wǎng)絡(luò)中，如圖2-2所示。圖中，在網(wǎng)絡(luò)最末端的節(jié)點成為“葉”節(jié)點，即 終端設(shè)備。若干個“葉”節(jié)點與一個 FFD設(shè)備節(jié)點相連接從而形成一個“簇”， 而若干個“簇”連接就形成了 “樹”，所以稱這種拓撲結(jié)構(gòu)為樹簇狀拓撲結(jié)構(gòu)。 樹簇狀拓撲結(jié)構(gòu)中的大部分設(shè)備是 FFD，RFD只能作為“葉”節(jié)點（“葉”節(jié)點 也可以是FFD）。在樹簇狀網(wǎng)絡(luò)中存在一個主協(xié)調(diào)器，主協(xié)調(diào)器擁有更多的資源、 穩(wěn)定而且可靠的供電等。樹簇狀網(wǎng)絡(luò)的建立：主協(xié)調(diào)器啟動并建立 PAN后，先選擇一個PAN標識符，并 把自己的短地址設(shè)置成0,然后廣播自己的信息，接受其他設(shè)備加入網(wǎng)絡(luò)，建立 第一級樹，協(xié)調(diào)器與這些加

12、入網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備是父子關(guān)系。主協(xié)調(diào)器會給每個與其建立連接的設(shè)備分配一個16位的短地址。如果設(shè)備是作為終端設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)的， 協(xié)調(diào)器會分配給它一個唯一的16位短地址；而如果設(shè)備是作為路由器加入網(wǎng)絡(luò) 的，協(xié)調(diào)器則會分配給它一個包括若干短地址的地址塊。路由器會把自己的信息廣播出去，并允許其他設(shè)備與其建立連接，成為它的子設(shè)備。同樣的，這些子設(shè) 備中也可也存在路由器，這些路由器也可以擁有自己的子設(shè)備， 這樣下去就可以 形成復雜的樹簇狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。從樹狀網(wǎng)絡(luò)的形成過程中我們可以看出，樹狀網(wǎng)絡(luò) 中任何一個節(jié)點的故障都會影響到與其相連的子節(jié)點。網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)中也存在著一個協(xié)調(diào)器，通常是第一個啟動并進行通信

13、的節(jié)點。但網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點都是 FFD,所以網(wǎng)絡(luò)中的任何設(shè)備都可以與其通信 范圍內(nèi)的其他設(shè)備進行通信。在網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)時， 可以通過路由 器進行轉(zhuǎn)發(fā)，即多條傳輸，這樣可以很大程度的提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。2.3 ZigBee 協(xié)議棧112 1314應用對律MO矗用時亀1MLDE-SAPMLMESAPMAC足24GH?MfS 恒息即何APS 牯直中伺WAIAPS DE SAPPD-SAP J：4A240APS DE SAPAPS匕映設(shè)備時象（ZDO）*1陶門恵ZDOZDO«U點D APS Dk SAPFLMfc-SAFS*陽IS MHl網(wǎng)搐尺敕攜生體時絡(luò)骨理圖2-4.Zig

14、Bee協(xié)議棧體系結(jié)果ZigBee協(xié)議棧由一組子層構(gòu)成，每一層為它的上一層提供特定的服務。每 個服務實體通過一個SAP （服務接入點）為其上層提供服務接口，每個 SAP提 供了豐富的基本服務指令用來實現(xiàn)相應的功能。如上圖所示，ZigBee協(xié)議棧包括物理層（PHY ）、媒體訪問控制層（MAC）、網(wǎng)絡(luò)層（NWK）以及應用層（APL ）。 定義樂樂最先面的兩層：物理層和媒體訪問控制層，ZigBee聯(lián)盟定義了網(wǎng)絡(luò)層以及應用層。物理層ZigBee物理層通過RF固件以及RF硬件為MAC層到PHY層無線信道提供 接口。PHY層包含一個物理管理實體（PLME），這個實體通過調(diào)用PHY層的層 管理功能函數(shù)，為層管

15、理服務提供接口。同時，PLME還負責維護物理層所管理 的目標數(shù)據(jù)庫（即物理層個人區(qū)域網(wǎng)信息數(shù)據(jù)庫，PIB），這個數(shù)據(jù)庫包括了物理 層個域網(wǎng)絡(luò)的基本信息。在物理層中，存在著數(shù)據(jù)服務接入點以及物理層實體服務接入點，這就以為這通過這兩個服務接入點物理層可以提供兩種服務，即：物理層數(shù)據(jù)服務（通過物理層數(shù)據(jù)服務接入點（PD-SAP）、物理層管理服務（通過物理層管理實體（PLME）服務接入點）。ZigBee物理層的主要任務：射頻發(fā)射機的休眠與激活、通信信道選擇、數(shù) 據(jù)傳輸與接收、接收鏈路質(zhì)量指示（LQI）、空閑信道評估、檢測當前信道的能 量。231.1工作頻段及信道分配ZigBee 的工作在免執(zhí)照、免付費

16、的 ISM（Industrial Scientific and Medical）頻 段上，即工業(yè)、科學和醫(yī)學頻段。ZigBee定義的三個工作頻段共27個信道分別 為：868/915MHZ和2.4GHz。其中868MHz是歐洲附加的ISM頻段，它包括1個 數(shù)據(jù)傳輸率為20kbps的信道.915MHz是美國附加的ISM頻段，包括10個數(shù)據(jù)傳 輸率為40kbps的信道。2.4GHz波段是全球統(tǒng)一的免申請的ISM頻段，它包含16 個數(shù)據(jù)傳輸率為250kbps的信道。868/915MHz頻段采用二進制相移鍵控（BPSK） 的直接序列擴頻（DSSS）技術(shù)，而2.4GHz頻段采用的是16相位正交調(diào)制技術(shù)（O

17、-QPSK）。信道中心頻率12:fc=868.3MHz，k=0fc=906+2（k-1）MHz，k=1,2,10f c =2405+5（k-11）MH z,k=11,12,26K:表示信道號碼物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元的結(jié)構(gòu)4字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)變量前同步碼幀定界符幀長度（7bit）預留位（1bit）PSDU同步包頭物理層包頭物理層凈荷圖2-1.PPDU數(shù)據(jù)包格式ZigBee物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PPDU ）數(shù)據(jù)包格式如上圖所示。PPDU數(shù) 據(jù)包包括：1、同步包頭（SHR）:它使接受設(shè)別保持同步并鎖定比特流。2、物 理層包頭（PHR）：包含幀長度信息。3、物理層凈荷：長度可變，攜帶 MAC層 幀信息。前同步

18、碼由32個二進制0組成（即4字節(jié)），射頻收發(fā)機根據(jù)前同步碼引入的 消息，可以獲得碼同步與符號同步信息。幀定界符是一個確定的十六進制數(shù)0xE7 （1字節(jié)），用來表示前同步碼結(jié)束數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)開始。幀長度為1個字節(jié)，它表示PSDU中包含的字節(jié)數(shù)。PSDU長度可變，是用來攜帶 MAC層幀信息的，但它 可以為空。層ZigBee技術(shù)的MAC層處理所有物理層無線信道的接入，其主要功能為： 協(xié)調(diào)器產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)信標；與信標同步；為設(shè)備提供安全支持；采用 CSMA-CA機 制介入信道；為兩個對等的實體提供可靠的通信鏈路；處理并維護保護時隙（GTS）機制；連接的建立與斷開。MAC層在服務協(xié)議匯聚層（SSCS ）和物理層之

19、間提供了一個接口。 MAC 層包含一個通常被稱為 MAC層管理實體（MLME ）的管理實體，該實體提供了 一個可以調(diào)用MAC層管理功能的接口，而且它還負責維護 MAC層固有管理對 象的數(shù)據(jù)庫。在MAC層中，MAC通過它的公共部分自曾服務接入點為其提供 數(shù)據(jù)服務；通過它的管理實體接入點為其提供管理服務。這兩種服務為SSCS層和PHY層之間提供了一個接口，此接口通過 PHY 層的PD-SAP （數(shù)據(jù)服務接入點）和 PLME-SAP （管理實體服務接入點）來實 現(xiàn)。除了這兩種外部接口外，還存在一個隱含的接口，MAC層的管理實體可以通過這個接口實現(xiàn)MAC的數(shù)據(jù)服務。F表為一般MAC幀格式:2字節(jié)1字節(jié)

20、0/2字節(jié)0/2/8 字節(jié)0/2字節(jié)0/2/8 字節(jié)可變2字節(jié)目的PAN標目的地址源PAN標識符源地址FCS幀控制序列號識符幀載荷地址域MHR（ MAC層幀頭）MAC payload（MAC 載荷）MFR（幀尾）表2-2.MAC層幀結(jié)構(gòu)由上圖可知，MAC幀結(jié)構(gòu)即MAC層協(xié)議數(shù)據(jù)單元由以下部分組成：（1）MAC層幀頭：它包括了幀控制子域、序列號子域以及地址域。（2）長度可變的MAC層幀載荷，不同類型幀的幀載荷不同，其中確認幀沒有 幀載荷。（3）MAC幀尾，包含F(xiàn)CS （幀校驗序列）。其中，幀控制子域（Frame Control）2字節(jié)，包括幀類型定義、地址子域以 及其他的控制標志；序列號子域1字

21、節(jié)，它制定了幀獨一無二的標識符；目的PAN 標識符子域為2字節(jié)長，表示的是接收改幀的唯一 PAN的標識符；當PAN標識 符為OxFFFF時表示是廣播模式，在同一信道的所有 PAN設(shè)備都能收到；目的 地址子域長2字節(jié)或8字節(jié)，表示接受信息幀的地址，它的長度由幀控制子域中 的目的地址模式子域確定。當此地址值為 OxFFFF時表示短廣播地址，此時所有 在此通信信道中的設(shè)備均能接收此信息幀； 源PAN標識符子域2字節(jié)長，表示該 幀發(fā)送方的PAN標識符；源地址子域長2字節(jié)或8字節(jié)，表示發(fā)送方的設(shè)備地址， 它的長度由由幀控制子域中的目的地址模式子域確定；幀載荷子域長度可變，幀類型不同其所包含的信息也不同，

22、當幀的安全允許自語為1時，將采用相應的加密方法對幀載荷進行加密；幀校驗序列子域（FCS ）長4字節(jié)，幀校驗序列由MAC層幀頭以及MAC層幀在和部分進行運算得到。MAC層定義了四種類型的幀，它們分別是：信標幀、數(shù)據(jù)幀、MAC命令幀以及確認幀，在此不一一介紹。233網(wǎng)絡(luò)層ZigBee聯(lián)盟定義了 ZigBee的網(wǎng)絡(luò)層。ZigBee網(wǎng)絡(luò)層要具備的功能包括加 入和離開一個網(wǎng)絡(luò)所要用到的機制、應用幀安全機制以及它們的目的地路由幀機 制。另外，兩個設(shè)備中路由的發(fā)現(xiàn)和維護也被一覺到網(wǎng)絡(luò)層。一條鄰居的發(fā)現(xiàn)及存儲相關(guān)信息也是在網(wǎng)絡(luò)層里完成的。網(wǎng)絡(luò)層的主要目的是確保正確地操作 子層并為應用層 提供服務接口。網(wǎng)絡(luò)層內(nèi)

23、部在邏輯上由兩部分組成：網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實體（NLDE）和網(wǎng)絡(luò)層管理實體（NLME）。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實體通過連接的 SAP （即NLDE-SAP， 網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實體服務接口）為數(shù)據(jù)傳輸服務，網(wǎng)絡(luò)層管理實體通過相連的 SAP （即NLME-SAP，網(wǎng)絡(luò)層管理實體服務接口）提供管理服務，另外還負責維護 網(wǎng)絡(luò)層信息庫（NIB）。1、網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實體網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實體會提供一個允許一個應用進程在兩個以上的設(shè)備間傳輸應 用協(xié)議數(shù)據(jù)單元（APDU ）的數(shù)據(jù)服務，而這些設(shè)備必須在同一個網(wǎng)絡(luò)中。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)實體提供的服務：（1）產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)層PDU :通過為應用子層協(xié)議數(shù)據(jù)單元 PDU增加相應的協(xié) 議信息，構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議數(shù)據(jù)單元 N

24、PDU。（2）拓撲制定路由：把NPDU傳輸?shù)揭粋€設(shè)備，這個設(shè)備可以使通信的最 終目的，也可以是最終目的設(shè)備的前一個設(shè)備。2、網(wǎng)絡(luò)層管理實體網(wǎng)絡(luò)層管理實體用該提供允許一個應用進程與堆?；ハ嘧饔玫墓芾矸?。網(wǎng)絡(luò)層管理實體提供的服務如下：（1）配置和初始化設(shè)備，保證該設(shè)備有能力完成它在網(wǎng)絡(luò)中的功能。（2 ）建立網(wǎng)絡(luò)：如果設(shè)備是協(xié)調(diào)器，那么它必須能初始化并建立一個新的 網(wǎng)絡(luò)。（3）寫地址：若是協(xié)調(diào)器或者是路由器，則需能夠為設(shè)備分配網(wǎng)絡(luò)地址。（4 ）發(fā)現(xiàn)設(shè)備：有能力發(fā)現(xiàn)。記錄和報告有關(guān)設(shè)備的一跳鄰居信息。（5）接收控制：能控制設(shè)備在何時接收以及接收事件的長短，使MAC層 實現(xiàn)同步或直接接收。（6）發(fā)現(xiàn)路

25、由：具備發(fā)現(xiàn)、記錄通過網(wǎng)絡(luò)有效傳遞信息的路由的能力。（7 ）加入和離開網(wǎng)絡(luò)：能加入和離開網(wǎng)絡(luò)，也能讓協(xié)調(diào)器或路由器請求設(shè) 備離開網(wǎng)絡(luò)。2字節(jié)2字節(jié)2字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)變量幀控制目的地址源地址半徑域序列數(shù)幀載荷路由域NWK幀頭NWK載荷表2-3. 般NWK幀格式由上圖一般NWK幀格式可以知道網(wǎng)絡(luò)層幀（NPDU ）的結(jié)構(gòu)：（1）網(wǎng)絡(luò)層幀頭，它包括幀控制域、地址域以及序列信息域。（2）網(wǎng)絡(luò)層載荷，其長度是可變的還包含了指定幀類型的信息。幀控制域長度2字節(jié)，包含了信息定義幀類型、協(xié)議版本、發(fā)現(xiàn)路由、安全 子域以及其他控制標記；目的地址域總是存在的，其長度為2字節(jié)，其內(nèi)容為目的設(shè)備的16位網(wǎng)絡(luò)地址或者是廣播地址（OxFFFF ）；源地址域也是不可缺少的， 其長度也是2字節(jié)，其內(nèi)容為此幀的源設(shè)備網(wǎng)絡(luò)地址；半徑域也總是存在，其長 度為1字節(jié)表示幀傳輸?shù)陌霃?。網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備接收到該幀后，半徑域的直接會被 減1;序列號域長1字節(jié)，它存在于任意一個幀中。傳輸時，每