由于國內暫時還沒有該文獻的中文版本，而ZigBeeWirelessNetworksandTransceivers又是ZigBee界的葵花寶典，為了自己更好的學習，所以決定將比較多的蛋疼的時間拿出來做點有意義的事，雖然翻譯水平不是很高，但是在翻譯的過程中肯定能得到進步，最關鍵的就是檢驗自己的毅力，看看能否堅持。在這個過程中，如果還能幫到一些正在入門ZigBee的朋友那就更好了。廢話不多說，開始ZigBeeWirelessNetworksandTransceiversZigBee無線網絡和收發器第一章ZigBee基礎本章主要介紹了短距離無線網絡通信的ZigBee標準，本章的主要目的就是對ZigBee的基礎特性進行一下簡單的概述，包括它的網絡拓撲、信道訪問機制和每個協議層所扮演的角色，在后續章節中對本章所討論的內容有詳細的解釋。什么是ZigBee?ZigBee是為低數據速率、短距離無線網絡通信定義的一系列通信協議標準。基于ZigBee的無線設備工作在868MHZ,915MHZ和2.4Z頻帶。其最大數據速率是250Kbps.ZigBee技術主要針對以電池為電源的應用，這些應用對低數據速率、低成本、更長時間的電池壽命有較高的需求。在一些ZigBee應用中，無線設備持續處于活動狀態的時間是有限的，大部分時間無線設備是處于省電模式（也稱休眠模式）的。因此，ZigBee設備在電池需要更換以前能夠工作數年以上。ZigBee的其中一個應用就是室內病人監控。例如，一個病人的血壓，心率可以通過可穿戴設備測量出來，病人戴的ZigBee設備來周期性的收集血壓等健康相關的信息，然后這些數據被無線傳送到當地服務器，例如病人家中的一臺個人電腦，電腦再對這些數據進行初始分析，最后重要的信息通過互聯網被發送到病人的護士或者內科醫生那里做進一步的分析。另一個ZigBee的應用例子就是大型樓宇結構安全的監控。在此應用中，一個建筑內可以安裝數個ZigBee無線傳感器（如加速度計），所有的這些傳感器形成一個網絡來收集信息，這些收集來的信息可以用于評估建筑的結構安全和潛在的損壞標志，例如，地震后一個建筑在重新開放前可能需要進行檢測。而傳感器收集到的數據有助于加速和減少檢測的花費。在第二章中還提供了一些其他ZigBee的應用例子。ZigBee標準是由ZigBee聯盟所開發的，該聯盟有數百個成員公司，從半導體產業和軟件開發者到原始設備生產商、安裝商。ZigBee聯盟是2002年創立的一個非盈利性組織，對每一個想加入的成員都開放。ZigBee標準采用IEEE802.15.4標準作為其PHY層和MAC層協議。因此，遵循ZigBee的設備也同樣遵循IEEE802.15.4標準。在家庭和工廠內使用無線通信來收集信息或執行既定控制任務的概念對人們來說并不陌生。第九章中回顧了幾種短距離無線網絡通信的標準，包括IEEE802.11無線局域網（WirelessLocalAreaNetworkWLAN）和藍牙（Bluetooth）.每個標準都有其在特定領域應用的優勢，而ZigBee則主要是為低成本、低數據速率、超低功耗的無線網絡應用開發的。通過簡化通信協議和降低數據速率，ZigBee標準有助于降低應用成本。和其他的標準例如IEEE802.11相比，滿足ZigBee和IEEE802.15.4標準的最低需求相對輕松，這同時也降低了ZigBee收發器的應用復雜度和成本。占空比是指設備活躍時的時間與總時間的比值。例如，若一個設備每分鐘喚醒一次，工作60ms后繼續休眠。那么它的占空比為0.001或0.1%。在許多ZigBee應用中，為了保證電池能工作數年以上，設備的占空比都在1%以下。ZigBeeVS藍牙和IEEE802.11將ZigBee標準與藍牙和IEEE802.11WLAN進行比較有助于我們理解ZigBee與現有一些既定標準的區別（第九章進行了更深入的比較）。圖1.1總結了這幾個標準的一些基本特性。IEEE802.11是一個標準體系,選擇IEEE802.11b是因為它工作在2.4GHZ頻帶，與藍牙和ZigBee相同。IEEE802.11b是高數據速率（高達11Mbps），它的一個典型應用就是提供無線互聯網連接。IEEE802.11b的室內典型工作范圍是30~100米。另一方面，藍牙的數據速率偏低（低于3Mbps）,它的典型室內工作距離是2~10米。藍牙一個比較流行的應用是無線頭戴式耳機，它提供了一種在移動電話和耳機之間的通信方式。在這三種標準中，ZigBee具有最低的數據速率和復雜度，但卻提供了最長的電池壽命。ZigBee的超低數據速率意味著它不是無線互聯網連接或者CD音質的無線耳機的最好選擇，因為這些東西需要1Mbps以上的數據速率。然而，如果無線通信的目的是發送或接收簡單的命令，或從傳感器收集信息，例如溫度、適度傳感器等，那么ZigBee將會提供比藍牙和IEEE802.11b更有效、性價比更高的解決方案。短距離無線網絡分類短距離無線網絡通信方式被分成了兩大類：無線局域網（WLAN）和無線個人局域網（WPAN）。WLAN是有線局域網（LAN）如以特網（IEEE802.3）的一個替代或擴展。WLAN設備可以被集成在有限LAN網絡中，并且一旦WLAN設備成為網絡中的一部分，它將會受到與網絡中其他有線設備同樣的待遇。WLAN的目標就是將通信距離和數據速率最大化。相比之下，WPAN不是為了替代任何現已存在的有限局域網而被開發的。WPAN的目的是為個人操作區域（PersonalOperatingSpacePOS）提供高效無線通信的方法，而不需要任何基礎設施。POS是環繞一個無線設備的球型區域，半徑為10米（33英尺）。WPAN被劃分為三類（見圖1.2）：高速(HR)，中速(MR)，低速（LR）。一個HR-WPAN的例子就是數據速率為11~55Mbps的IEEE802.15.3，該高數據速率有助于照相機與附近的電視之間的實時無線視頻傳輸。數據速率為1~3Mbps的藍牙是一個MR-WLAN的例子，它可以被用于無線耳機中高音質音頻的傳輸。而最大通信數據速率問為250Kbps的ZigBee則被劃分為了LR-WLAN。ZigBee與IEEE802.15.4標準的關系常見的建立一個通信網絡（有線或無線）的方式就是使用“網絡層”的概念。在網絡中每一層都負責特定的功能，正常情況下，每層僅向與它直接相鄰的上層或下層發送數據或命令。圖1.3展示了ZigBee無線網絡協議層的詳細內容。ZigBee協議層是基于開放系統互連（OSI）基本相關模型。將一個網絡協議劃分成層有眾多好處，例如，若協議隨著時間而變動時，可以只簡單的替換或更改受變動處影響的層，而不必替換整個協議。此外，在開發一個應用時，協議較底下的層與應用是相互獨立的，它們可以從第三方來獲得，因此我們需要做的就只是在應用層進行相應的改動。該協議的軟件實現方式被稱作協議堆棧軟件。如圖1.3所示，網絡的最下面兩層是由標準所定義的，該標準是由IEEE802標準委員會所開發并于2003年最初發布的，IEEE802.15.4標準定義了無線網絡PHY層和MAC層的詳細信息，但它沒有為更高的層規定任何要求。ZigBee標準僅僅定義了協議的網絡層、應用層和安全層，并采用IEEE802.15.4的PHY層和MAC層作為其部分協議。因此，任何遵循ZigBee標準的設備也同樣遵循IEEE802.15.4標準。IEEE802.15.4是獨立于ZigBee標準而開發的，也就是說，僅基于IEEE802.15.4而不使用詳細的ZigBee協議層來建立短距離無線網絡是有可能的。這樣，用戶就需要在IEEE802.15.4的PHY層和MAC層之上來開發他們自己的網絡層和應用層（見圖1.4）。這些定制的網絡層和應用層通常比ZigBee的協議層要簡單，并且主要針對于具體的應用。定制的網絡層和應用層有一個好處就是，實現整個協議所需的內存較小，這樣就可以有效的降低成本。然而，使用完整的ZigBee協議則可以保證與其他供應商解決方案的兼容性和在ZigBee中支持網狀網絡的可靠性。使用完整的ZigBee協議還是僅使用的PHY層和MAC層取決于實際的應用和產品的長期計劃。網絡的物理級別特性決定于物理層的具體信息，因此，IEEE802.15.4標準中明確的規定了操作頻率、數據速率、接收器敏感度需求和設備類型等參數。這本書涉及到了標準層，并以同樣的詳細程度描述了具體的ZigBee層。書中給出的例子通常都是ZigBee無線網絡的例子，然而，即使只使用了的PHY層和MAC層，大部分討論的內容都是可以使用的。操作頻率和數據速率最新版本的IEEE802.15.4發布于2006年9月，該版本共中有三種頻率帶：868~868.6MHz(868MHzband)902~928MHz(915MHzband)2400~2483.5MHz(2.4GHzband)868MHz頻帶應用于歐洲，有大量的應用，包括短距離無線網絡。另外兩個頻帶（915MHz和2.4GHz）是工業、科研、醫學（ISM）頻帶的一部分。915MHz頻帶主要用于北美，而2.4GHz則是全國通用。表1.1提供了這三種頻帶在標準中使用方式的更加詳細的內容，IEEE802.15.4規定如果一個收發器支持868MHz頻帶，那么它同樣也要支持915MHz，反之亦然。因此，這兩個頻帶總是被綁定在一起，稱為868/915MHz操作頻帶。為868/915MHz規定了一條強制和兩條可選規范。強制規范更加容易實現，但卻犧牲了數據速率（分別為20Kbps和40Kbps）。在介紹2006中兩種可選的PHY操作模式之前，將數據速率提高到40Kbps以上的唯一方法就是使用2.4GHz頻帶。對于這新增的兩條PHY操作模式，如果因為任何原因（例如在2.4GHz頻帶中存在強烈的干擾），都是不能在2.4GHz頻帶進行操作的，或者40Kbps的數據速率不夠使用，用戶可以選擇868/915MHz頻帶來獲取250Kbps的數據速率。如果用戶選擇使用可選的操作模式，IEEE802.15.4仍然要求它能兼容868MHz/915MHz頻帶的低數據速率強制操作模式。此外，在868MHz/91MHz頻帶中，收發器還必須能在強制和可選操作模式之間動態轉換。2.4GHz的收發器可能會支持868MHz/915MHz頻帶，但在IEEE802.15.4中這不是必須的。在868MHz頻帶中僅有一個通道的空間，915MHz頻帶則有10個（不包括可選通道），而2.4GHz頻帶的通道數則多達16個。2.4GHzISM頻帶全球通用，并且有最大的數據速率和最多的通道數。由于這些原因，對很多制造商來說，開發2.4GHz頻帶的收發器是很流行的。然而，IEEE802.11b也工作在2.4GHz頻帶，因此在某些應用中兩者共存是個問題（詳細的共存問題在第八章中有描述）。此外，頻帶越低，信號穿透墻和其他各種物體的能力就越強。因此，一些用戶可能覺得868MHz/915MHz更適合他們的應用。IEEE802.15.4有三種調制方式：二進制相移鍵控（BPSK）、振幅鍵控（ASK）和偏移正交相移鍵控（O-QPSK）。在BPSK和O-QPSK中，數字數據在信號相位中。相比之下，在ASK中，數字數據在信號振幅中（這里翻譯的有些牽強）。IEEE802.15.4的所有無線通信方式（表1.1）或采用直接擴頻序列（DSSS）技術，或采用并行擴頻序列（PSSS）技術。DSSS和PSSS有助于提高多路徑環境中接收器的性能。DSSS和PSSS擴頻方式基礎，還有不同的調制技術和符號到芯片的映射在第四章進行了介紹。多路徑問題和射頻（RF）穿幫特性在第五章進行了介紹。互操作性ZigBee的應用很廣泛，因此，多家生產商提供了應用ZigBee技術的產品解決方案。獨立于原始制造產品進行相互作用，對于這些基于ZigBee的設備是很重要的。換句話說，這些設備需要能夠彼此協作。互操作性是ZigBee協議堆棧的重要優勢之一，基于ZigBee的設備是可以互操作的，即使當因為安全原因而將消息加密時。設備類型無線網絡中有兩種設備類型：全功能設備（FFD）和半功能設備（RFD），FFD可以執行標準中描述的所有功能，并且可以用作網絡中的任何角色；另一方面，RFD只有部分功能，例如，FFD可以和網絡中的任何其他設備通信，但RFD卻只能和FFD設備通信。RFD設備的目的是應用于簡單的應用中，如打開或關閉一個開關。RFD設備的處理能力和內存大小通常小于那些FFD設備。設備角色在一個網絡中，FFD設備能擔任三種不同的角色：coordinator、PANcoordinator和device。coordinator是一個FFD，能夠轉播消息。如果coordinator同樣也是個人區域網絡的主要控制器，那么稱其為PANcoordinator。如果一個設備不是充當coordinator，那么我們把它叫做device。ZigBee標準使用稍微不同的術語（見圖1.5）。ZigBeecoordinator是一個的PANcoordinator；ZigBeerouter是一個可以充當coordinator的設備；最后，ZigBeeenddevice既不是coordinator也不是router，ZigBeeenddevice具有最小的內存大小和最弱的處理能力和特性，enddevice通常是一個網絡中最便宜的設備。ZigBee網絡拓撲網絡組成是由ZigBee網絡層來管理的，其網絡必須是IEEE802.15.4兩種網絡拓撲：星型和點對點型中的一種。圖1.6所示的星型拓撲中，每一個設備都只能和PANcoordiantor通信，組成星型網絡的一個典型案例就是一個FFD被編程為一個PANcoordinator，并且被激活開始建立其自己的網絡。該PANcoordinator做的第一件事情是選擇一個在其射頻覆蓋范圍內沒有被其他網絡使用的特殊PAN標識符，在該射頻覆蓋范圍內無線電之間可以成功的進行相互通信。換句話說，它保證了PAN標識符沒有被其他相鄰的網絡所使用。在點對點拓撲中（見圖1.7），如果兩個設備放置的距離足夠近來成功的建立通信鏈接的話，那么他們之間可以直接通信。在點對點網絡中，任何FFD都可以充當PANcoordinator的角色。看哪一個設備是PANcoordinator的方法是看哪個FFD設備是最先作為PANcoordinator進行通信的。在點對點網絡中，所有參與轉發信息的設備都是FFD設備，因為RFD設備不能夠傳播消息。不過，RFD也能夠成為網絡中一部分，并且可以和網絡中的一種特殊設備（coordinator或router）通信。通過在相互通信的設備間規定限制條件，點對點網絡可以有不同的形狀。如果沒有限制，點對點網絡就成為了網狀拓撲。ZigBee支持的另一種點對點網絡形式是樹狀拓撲（見圖1.8），在這里，ZigBeecoordinator（PANcoordinator）建立了初始網絡，ZigBeerouter則組成了分支并轉發信息，而ZigBeeenddevice作為樹葉且不參與信息路徑選定。ZigBeerouter可以在ZigBeecoordinator初始建立的網絡之外拓展網絡。圖1.8也展示了為什么轉發信息有助于擴展網絡范圍，甚至繞過障礙物。例如，設備A需要發送一條信息到設備B，但它們之間有障礙物，信號難以穿透。這時樹形拓撲就可以通過轉發信息繞過障礙物來幫助其到達設備B。這有時也被叫做multihopping，因為信息從一個節點跳到另一個節點直到到達目的地為止。更廣的覆蓋范圍取決于潛在高信息延遲消耗。不考慮拓撲的話，一個IEEE802.15.4網絡總是由一個PANcoordinator所創建，PANcoordinator控制網絡并且履行下面最小職責：●為網絡中每個設備分配一個唯一地址（16位或64位）●初始化、中止、發送整個網絡中的信息●為網絡選擇一個唯一的PAN標識符。該標識符運行同一個網絡中的設備使用16位短地址尋址方法，并且能夠通過獨立的網絡與其他設備通信。整個網絡戰只有一個PANcoordinator，PANcoordinator可能需要較長的活躍時間，因此，它通常連接到一個穩壓電源而非電池。其他的所有設備通常是電池供電的，最小的系統網絡包括兩個設備：一個PANcoordinator和一個device。ZigBee和IEEE802.15.4的通信基礎這部分復習了一些通信的基礎知識，像IEEE802.15.4和ZigBee中的多種訪問機制，數據傳輸方式和尋址方法等。CSMA-CA載波檢測多路訪問-碰撞避免IEEE802.15.4使用一種簡單的方法來讓多個設備使用同一個頻率信道，它使用的訪問機制是載波檢測多路訪問碰撞避免（CSMA-CA）。在CSMA-CA中，任何時候一個設備想要發送信息，都要先執行一條空閑信道評估（CCA）指令來確保該信道沒有被其他設備所使用，然后它才開始發送信號。判定一個信道是否空閑可以通過測量頻帶中的頻譜能量或者檢測工作中信號的類型。當某設備計劃傳輸一個信號時，它首先進入接收模式來檢測和評估目標信道內信號的能量等級，這個任務被稱作能量檢測（ED）。在ED中，接收器不會去解碼信號，并且只評估信號能量等級。如果信道中已經存在一個信號，那么ED判斷不出這是否是一個IEEE802.15.4信號。另一種判定信道是否空閑的方法是載波檢測（CS）。和ED相比，在CS中，工作中信號的類型是確定的，如果這個信號是一個IEEE802.15.4信號，那么該設備可能會被判定為忙碌，即使信號的能量低于用戶定義的門限值。如果信道不空閑，設備將在一段隨機的時間間隔內返回不斷重新檢測，直到信道變為空閑或者到達用戶定義的最大重新檢測次數。信標（Beacon）VS非信標（Nonbeacon）網絡信道訪問的方式有兩種：基于競爭和免于競爭。在基于競爭的信道訪問中，所有想在同一頻率信道傳輸信息的設備都使用CSMA-CA機制，誰先發現信道空閑誰就先進行傳輸。在免于競爭方式中，PANcoordinator為特殊設備留出一個時隙，這個時隙叫做GTS（GuaranteeTimeSlot），因此，有GTS的設備可以在GTS期間開始發送信息，而不需要使用CSMA-CA機制。為了提供一個GTS，PANcoordinator需要確保所有的設備都是同步的，Beacon有具體的格式，是一個用來同步網絡中節點時鐘的消息。Beacon的幀格式在1.14.2.1.1小節有具體的討論。coordinator可以選擇發送Beacon信號來同步與其相連的設備。這就叫做beacon-enabledPAN。使用beacon的一個缺點就是所有網絡中的設備必須定期喚醒，確定beacon、同步它們的時鐘、繼續休眠。這就意味著網絡中的一些設備被喚醒過來只是為了進行同步，而不執行任何其他任務。因此，在一個beacon-enabled網絡中，設備的電池壽命通常少于nonbeacon的網絡。PANcoordinator不傳輸beacon的網絡被稱作nonbeacon網絡，而nonbeacon網絡沒有GTS和免于競爭時段，因為其設備不能相互同步。nonbeacon網絡中電池的壽命要明顯優于beacon-enabled網絡，因為在nonbeacon網絡中，設備被喚醒的次數較少。數據傳輸方式IEEE802.15.4中有三種數據傳輸方式：●從一個device傳送到一個coordinator●從一個coordinator傳送到一個device（device是ZigBee中一種設備類型）●在兩個對等設備間傳輸（coordinator到coordinator）這三種方法都可以用在點對點的拓撲中；而在星型拓撲中，只能使用前兩種，因為沒有直接相連的點對點的通信（也就是說，星型網絡中，相鄰的設備的類型都是不同的）。數據發送到一個coordinator在一個beacon-enabled網絡中，當一個device想要發送數據給coordinator時，device定時同步它的時鐘，并使用CSMA-CA方式發送數據給coordinator（假設GTS期間沒有發送數據）。如果這時數據發送器發送請求的話，coordinator將會進行應答，如圖1.9a所示圖1.9b展示了在nonbeacon-enabled網絡中數據傳輸的流程。在該情景中，信道一空閑device就發送數據，如果有請求的話PANcoordinator還會給出應答。coordinator向其他設備發送數據圖1.10a闡述了在一個beacon-enabled網絡中，從coordinator向device發送數據的步驟。如果coordinator需要向一個特定的device發送數據時，它會在其beacon消息中說明一條數據消息正在等待這個device。然后該device會發送一條數據請求消息給coordinator以表明，它是活躍的并且準備好了接收數據，然后coordinator對數據請求進行應答并向device發送數據。device是否發送應答是可選的。在一個nonbeacon-enabled網絡中（見圖1.10b），coordinator需要等待device請求數據。如果設備請求數據，但沒有數據等待device，coordinator發送一條特定格式的應答信息來表明沒有數據等待device，或者，coordinator可能發送一條長度為0的消息。點對點數據傳輸在一個點對點拓撲中，每個設備都可以直接和其他任何設備通信。在一些應用中，致力于點對點數據發送和接收的設備被同步。（更多關于對等通信的信息請看第三章）數據驗證數據包是以特定格式一起發送的多個比特位。接收器需要一種機制來驗證接收到的比特是否是正確的，IEEE802.15.4使用一種16位幀校驗序列，該序列基于國際電信聯盟循環冗余校驗來檢測數據包中潛在的錯誤。3.3.5.1.1小節提供了關于使用循環冗余校驗的更多細節。尋址方式網絡中的每個設備都需要一個唯一的地址，IEEE802.15.4使用兩種尋址方法：●16位短地址●64位擴展地址一個網絡可以選擇使用16位或者64位的地址。短地址允許在單個網絡內進行通信，使用16位短地址機制可以減少消息長度并能節省所需分配的內存空間。將唯一的PAN標識符和一個短地址相結合后，可以用做獨立網絡之間的通信。64位地址尋址方式意味著網絡中的最大設備數可以達到264，大約是1.8×1019，因此，IEEE802.15.4無線網絡時間上對可以加入網絡的設備數是沒有限制的。ZigBee協議的網絡（NWK）層額外的為IEEE地址分配了一個16位地址。一個簡單的查詢表（LookupTable）被用來為每一個64位IEEE地址安排一個唯一的網絡地址，網絡層的工作需要用到網絡地址。網絡中的每個無線設備都可以單獨擁有一個IEEE地址和一個網絡地址，但最多僅有240個設備可以連接到一個無線設備上。這240個設備由1~240中的數字進行區分，這些數字被稱作endpoint地址。建立連接和解除連接建立連接和解除連接是由IEEE802.15.4提供的服務，可以運行設備加入和退出網絡。例如，當一個設備想加入到PAN中時，它會給coordinator發送一個建立連接的請求，而coordinator可以接受或拒絕該請求。該設備還可以使用解除連接來通知coordinator說它要離開網絡。綁定綁定是在相關應用間創建邏輯鏈接的任務。例如，一個帶小燈的ZigBee設備邏輯上與另一個設備上控制該小燈的開關相關聯，與這些邏輯鏈接相關的信息存儲在一個綁定表中。ZigBee標準的應用層提供了對綁定表創建和維護的支持。綁定表中邏輯相關的設備被稱作綁定設備（bounddevice）。ZigBee的自形成和自愈特性像1.9小節中所討論的，ZigBee網絡一激活就開始網絡構建。例如，在網狀網絡中，第一個開始通信的FFD設備將自己設置為ZigBeecoordinator，然后其他的設備通過發送建立連接請求來加入網絡，因為不需要其他額外的管理來建立一個網絡，ZigBee網絡是自動形成的網絡。另一方面，當一個網狀網絡建立時，通常有不止一種方法可以將信息從一個設備轉發到另一個。當然，會由最佳的路徑來轉發這條消息，然而，當其中的一個路由器因為電池電量用完或有障礙物擋住信息的傳播路徑而停止工作時，網絡會選擇另一條路徑。這就是ZigBee網狀網絡自愈特性的一個例子。ZigBee被認為是一種adhoc無線網絡。在一個adhoc無線網絡中，一些無線節點愿意為其他設備轉發數據。將信息從源頭發送到目的地的路徑是基于網絡連通性而動態選擇的，如果網絡狀態改變了，那么可能也有必要改變網絡路徑。這是和其他一些帶基礎設施的網絡拓撲相比較的，在這些網絡拓撲中，一些指定的設備在網絡中總是充當路由器的角色。ZigBee和IEEE802.15.4網絡層功能本部分提供了對ZigBee和IEEE802.15.4協議層的一個概述，第三章中還有具體的介紹。PHY層在ZigBee無線網絡中（見圖1.3），最低的協議層是IEEE802.15.4物理層或PHY層。這層是距離硬件最近的層，它直接控制并與無線收發器通信。PHY層負責激活發送或接收數據包的無線設備。PHY層還選擇信道的頻率并確保該頻道當前沒有被任何一個其他網絡中的設備所使用。PHY數據包總體結構各種設備間的通信數據和命令都是以數據包的形式存在的，一個數據包的總體結構見圖1.11。PHY數據包包括三部分：SHR，PHR和PHYPayload。SHR允許接收器同步和鎖定數據流，PHR包含幀長度信息，PHYpayload是由上層提供的，它包括發送給接收設備的數據和命令。作為一個PHYpayload被發送到其他設備的MAC幀有三個部分。MHR包含類似尋址和安全等的信息，MACpayload有各種長度的大小（包括零長度）并且包含數據和命令，MFR則包含一個用來驗證數據的16位幀檢測序列（FCS）。NWK幀有兩部分：NHR和NWKpayload。NHR有網絡級地址和控制信息，NWKpayload是由應用支持子層提供的。在應用支持子層幀中，AHR具有應用層控制和地址信息。AuxiliaryHDR包含為幀和使用的密鑰增加安全性的機制，這些密鑰在相應的設備中是共享的，并且有助于解鎖信息。NWK和MAC幀還可以擁有可選的AuxiliaryHDR來增加額外的安全性。APSpayload包含數據和命令。消息完整性代碼（MIC）是APS幀中的一個安全特性，用來檢測消息內容中未授權的改變。圖1.11表明，最先發送的位是SHR中的最不重要位（LSB），PHYpayload的8位中最后一位最不重要位（MSB）也是最后被發送。MAC層媒介訪問控制（MAC）層為PHY層和NWK層提供了接口。MAC負責產生信標和為信標（beacon-