zigbee網路建立過程簡介

2021-03-04 00:29:42 字數 3704 閱讀 8726

3、配置網路引數

如果掃瞄到乙個合適的通道,網路層管理實體將為新網路選擇乙個pan描述符,該pan描述符可以是由裝置隨機選擇的,也可以是在nlme_***work_formation.request裡指定的,但必須滿足pan描述符小於或等於0x3fff,不等於0xffff,並且在所選通道內是唯一的pan描述符,沒有任何其它pan描述符與之是重複的。如果沒有符合條件的pan描述符可選擇,程序將被終止,網路層管理實體通過引數值為startup_failure的nlme_***work_的原語來通知上層初始化啟動網路失敗。

確定好pan描述符後,網路層管理實體為協調器選擇16位網路位址0x0000,mac子層的macpanid引數將被設定為pan描述符的值,macshortaddress pib引數設定為協調器的網路位址。

4、執行新網路

網路引數配置好後,網路層管理實體通過mlme_start.request原語通知mac層啟動並執行新網路,啟動狀態通過mlme_原語通知網路層,網路層管理實體再通過nlme_***work_原語通知上層協調器初始化的狀態。

5、允許裝置加入網路

只有zigbee協調器或路由器才能通過nlme_permit_joining.request原語來設定節點處於允許裝置加入網路的狀態。當發起這個程序時,如果permitduration引數值為0x00,網路層管理實體將通過mlme_set.

request原語把mac層的macassociationpermit pib屬性設定為false,禁止節點處於允許裝置加入網路的狀態;如果permitduration引數值介於0x01和0xfe之間,網路層管理實體將通過mlme_set.request原語把macassociationpermit pib屬性設定為true,並開啟乙個定時器,定時時間為permitduration,在這段時間內節點處於允許裝置加入網路的狀態,定時時間結束,網路層管理實體把mac層的macassociationpermit pib屬性設定為false;如果permitduration引數的值為0xff,網路層管理實體將通過mlme_set.request原語把macassociationpermit pib屬性設定為true,表示節點無限期處於允許裝置加入網路的狀態,除非有另外乙個nlme_permit_joining.

request原語被發出。允許裝置加入網路的流程如圖2所示。

圖2 允許裝置加入網路

通過以上流程協調器就建立了乙個網路並處於允許裝置加入網路的狀態,然後等待其它節點加入網路。

二、 節點加入網路

乙個節點加入網路有兩種方法,一種是通過使用mac層關聯程序加入網路,另一種是通過與先前指定父節點連線而加入網路。

1) 通過mac層關聯加入網路

子節點請求通過mac關聯加入網路程序如圖3所示。父節點響應通過mac關聯加入網路程序如圖2-6所示。

1、 子節點發起通道掃瞄

子節點通過nlme_***work_discovery.request原語發起加入網路的程序,網路層接收到這個原語後通過發起mlme_scan.request原語請求mac層執行乙個主動掃瞄或被動掃瞄以接收包含了pan標誌符的信標幀,掃瞄的通道以及每個通道的掃瞄時間分別由nlme_***work_discovery.

request原語的引數scanchannels和scanduration決定。

2、 子節點儲存各pan資訊

mac層通過mlme_beaconnotify.indication原語將掃瞄中接收到的信標幀資訊傳送到網路層管理實體,信標幀資訊包括信標裝置的位址、是否允許連線以及信標淨載荷。如果信標淨載荷域裡的協議id域與自己的協議id相同,子裝置就將每個匹配的信標幀相關資訊儲存在鄰居表中。

通道掃瞄完成後,mac層通過mlme_原語通知網路層管理實體,網路層再通過nlme_***work_原語通知上層,該原語包含了每個掃瞄到的網路的描述符,以便上層選擇乙個網路加入。

3、 子節點擊擇pan

如果上層需要發現更多網路,則可以重新執行網路發現,如果不需要,則通過nlme_join.request原語從被掃瞄到的網路中選擇乙個網路加入。引數panid設定為被選擇網路的pan識別符號。

4、 子節點擊擇父節點

乙個合適的父節點需要滿足三個條件:匹配的pan標誌符、鏈路成本最大為3、允許連線,為了尋找合適的父節點,nlme_join.request原語請求網路層搜尋它的鄰居表,如果鄰居表中不存在這樣的父節點則通知上層,如果存在多個合適的父節點則選擇具有最小深度的父節點,如果存在多個具有最小深度的合適的父節點則隨機選擇乙個父節點。

5、 子節點請求mac關聯

確定好合適的父節點後,網路層管理實體傳送乙個mlme_associate.request原語到mac層,位址引數設定為已選擇的父節點的位址,嘗試通過父節點加入網路。

6、 父節點響應mac關聯

父節點通過mlme_associate.indication原語通知網路層管理實體乙個節點正嘗試加入網路,網路層管理實體將搜尋它的鄰居表檢視是否有乙個與嘗試加入節點相匹配的64位擴充套件位址,以便確定該節點是否已經存在於它的網路中了。如果有匹配的擴充套件位址,網路層管理實體獲取相應的16位網路位址並傳送乙個連線響應到mac層。

如果沒有匹配的擴充套件位址,在父節點的位址分配空間還沒耗盡的條件下網路層管理實體將為嘗試加入的節點分配乙個16位網路位址。如果父節點位址分配空間耗盡,將拒絕節點加入請求。當同意節點加入網路的請求後,父節點網路層管理實體將使用加入節點的資訊在鄰居表中產生乙個新的項,並通過mlme_associate.

request原語通知mac層連線成功。

7、 子節點響應連線成功

如果子節點接收到父節點傳送的連線成功資訊,傳送乙個傳輸成功響應資訊以確認接收,然後子節點mac層將通過mlme_原語通知網路層,原語包含了父節點為子節點分配的網內唯一的16位網路位址,然後網路層管理實體設定鄰居表相應鄰居裝置為它的父裝置,並通過nlme_原語通知上層節點成功加入網路。

8、 父節點響應連線成功

父節點接收到子節點的傳輸成功響應資訊後,將通過mlme_***m_status.indication原語將傳輸成功的響應狀態傳送給網路層,網路層管理實體通過nlme_join.indication原語通知上層乙個節點已經加入了網路。

圖3 子節點請求加入網路程序

圖4 父節點響應加入網路程序

2) 通過與先前指定父節點連線加入網路

子節點通過與指定的父節點直接連線加入網路,這個時候父節點預先配置了子節點的64位擴充套件位址。父節點處理乙個直接加入網路的程序如圖5所示。子節點通過孤立方式加入網路程序如圖6所示。

1、 父節點處理子裝置直接加入網路

父節點通過nlme_direct_join.request原語開始處理乙個裝置直接加入網路的程序。父節點網路層管理實體將首先搜尋它的鄰居表檢視是否存在乙個與子節點相匹配的64位擴充套件位址,以便確定該節點是否已經存在於它的網路中了。

如果存在匹配的擴充套件位址,網路層管理實體將終止這個程序並告訴上層該裝置已經存在於裝置列表中了。如果不存在匹配的擴充套件位址,在父節點的位址分配空間還沒耗盡的條件下網路層管理實體將為子節點分配乙個16位網路位址,並使用子節點的資訊在鄰居表中產生乙個新的項。然後通過nlme_direct_原語上層裝置已經加入網路。

2、 子節點連線父節點確認父子關係

子節點通過nlme_join.request原語發起孤立掃瞄來建立它與父節點之間的關係。這時網路層管理實體將通過mlme_scan.

request請求mac層對物理層所預設的所有通道進行孤立掃瞄,如果掃瞄到父裝置,mac層通過mlme_原語通知網路層,網路層管理實體再通過nlme_原語通知上層節點請求加入成功,即與父節點建立了父子關係,可以互相通訊。

圖5 父節點處理乙個直接加入網路程序

圖6 子節點通過孤立方式加入網路程序

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