ZigBee协议分享系列第一集
ZigBee协议凭借其在低功耗、自组织网络方面的优势，ZigBee技术在物联网领域有着广泛的应用场景，在智能家居、智能灯控上有着不可忽视的优势，本期视频介绍ZigBee协议栈各个层级的作用以及如何与上层进行通讯的。
ZigBee协议栈一般分为5层，分别是物理层、Mac层，网络层（NWK），APS层以及应用（APP），每层都能接收来自下层的数据和事件通知并提供API供上层调用其服务，这种分层结构确保了各部分间职责明确、模块化设计，使得整个通信过程高效而有序。每层的具体功能作用如下：
物理层主要负责将Mac层传输过来的数据包调制成无线信号，并将其发送出去，以及接收特定的无线信号并将其还原成数据包并在Mac层需要数据时传输给Mac层进行下一步数据处理，物理层还规定无线传输可能使用的频段为868（欧洲频段）、915（美国频段）以及2.4G全球频段，在国内一般使用2.4G全球频段。同时，物理层规定2.4G频段使用O-QPSK调制方式，915和868使用BPSK调制技术，O-QPSK调制抗干扰能力良好，通讯速率较高，BPSK则在较低频数据且传输距离较远的应用场景中更加常见。
Mac层主要有三部分功能，首先Mac层负责从网络层接收数据并将其封装成一定格式的数据包，包括帧头、地址、控制字段、有效载荷以及校验等部分，并将其发送给下一层进行无线发送。其次Mac层负责数据认证加密以及数据确认，以保证传输的数据可靠，不被其他未经授权的设备截取或篡改，此外Mac层还负责节点与协调器、路由建立联系并进行必要的身份验证和秘钥交换，管理和识别设备长短地址及广播、组播地址的使用。最后，Mac层还负责解决网络数据冲突，一般使用CSMA/CA算法，即发送数据前检测信道是否空闲如果信道空闲就将数据发送出去，否则就随机延迟一段时间后再尝试发送。当Mac层收到上层传输的数据后会根据数据内容将数据按照帧头、目标地址等格式进行封装并传递至物理层发送，当收到物理层数据包时，Mac进行解包并送往上层进行处理。
网络层在ZigBee协议栈中，主要负责处理节点件的通信以及维护整个网络的结构和功能，确保数据能够在网络中正确的路由和传输，主要是以下功能：
1、允许建立新的ZigBee网络并分配PANID（网络标识符）和网络地址给新节点以及地址映射来确定目的地址。
2、管理设备的角色状态并允许节点在协调器、路由及终端之间切换。
3、负责存储路由表并根据路由表将数据转发至目标节点。
4、提供故障检测及网络恢复机制，如监测节点活动、处理网络故障报告等。当网络层接收到来自上层的数据时，会将数据进一步处理并选择合适的路由路径，再将处理好的数据传输给Mac层进一步处理和传输。
APS层连接了底层网络服务和上层应用程序。APS层的主要功能是提供一个端到端的数据传输，使应用层无需关注路由选择和物理层的细节，在源节点和目标节点之间建立了一个直接联通的虚拟通道，并且处理来自下层网络层的通知和事件，并将其转换为应用层可直接使用的形式，同时也向网络层传递来自应用层的请求和指令。
应用层定义了具体应用场景下的设备行为和数据交换格式，从而实现设备的特定功能，通过与APS层交互，请求发送数据或响应接收到的数据，实现智能设备之间的互联互通和数据交换。
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