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Z-wave协议栈| Z-wave协议层基础知识

本教程的z-wave基础部分包括以下子主题:
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本页z波协议栈涵盖z-wave协议层的基础知识。的stack covers zwave PHY,MAC,transport,network and application layers.

z-波协议层的主要功能是从一个控制单元向一个或多个z-波节点通信几个字节长的非常短的消息。它是一种低带宽的半双工协议，用于建立可靠的无线通信。Z-wave协议栈不需要处理大量数据以及任何类型的时间关键或流数据。

如图1所示，z波协议栈由PHY层、MAC层、传输层、网络层和应用层5层组成。安全层没有在z波开放协议规范中定义，因此它是特定于实现的。下面是这些协议层的主要功能。
➤物理层负责调制和射频信道分配，以及在发射机添加前导和在接收机使用前导进行同步。
➤MAC层负责HomeID和NodeID，基于避碰算法和回退算法控制节点之间的介质。
➤传输层负责帧的传输和接收，负责重传，ACK帧传输和校验和的插入。
➤网络层负责帧路由、拓扑扫描和路由表更新。
➤应用层负责控制接收或传输的帧中的有效载荷。

图2描述了z波堆栈各协议层的字段。图中提到了PHY/MAC帧，传输层和应用层的4种帧。在我们开始理解不同的协议层之前，先来了解一下z波网络的概念z - wave教程页面。

z波物理层

z波中的物理层有很多功能。重要的是调制和编码，以及插入用于接收机同步的已知模式('序文')。它还根据需要负责RF信道分配。配置z波PHY的输入是数据速率(9.6或40或100 Kbps)。
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z波MAC层

MAC层，顾名思义，主要负责从节点之间的介质访问控制，基于冲突避免和后退算法。它基于z波帧中的HomeID、NodeID等参数进行网络操作。
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z波传输层

Z-Wave传输层主要负责重传、报文确认、唤醒低功耗网络节点和报文来源认证。的z波传输层(或传输层)由四种基本帧类型组成。它们用于在网络中传输命令。所有的帧都使用如下所述的格式。

传输帧= {HomeID，源NodeID，报头，长度，数据字节(0到X)，校验和}

传输层的4种帧类型说明如下:

单播帧类型:
这些类型的帧被传输到一个特定的z波节点。帧被确认以便发送器知道帧是否被接收。如果此帧或其ACK丢失或损坏，则重传单播帧。

ACK帧类型:
它是单播帧，其中数据有效载荷部分不存在。上面已经解释过了。

组播帧类型:
这些帧被传输到一个以上的节点，即max。232个节点。这种类型的框架不支持确认概念。因此，这种类型不用于可靠的通信。

广播帧类型:
这些帧被网络中的所有节点接收，它们不被任何节点填充。

z波网络层

这个z波网络层控制从一个节点到另一个节点的帧路由。控制器和从节点都参与帧路由。的z波网络层负责以下工作:

•具有正确中继器列表的帧传输
•网络拓扑扫描
•维护控制器内路由表

这个z波路由层由两种帧组成。当需要重复帧时使用这些。
路由单播帧类型:
它是一个包含中继器信息的单节点目的地帧。帧从一个中继器重复到另一个中继器，直到到达所需的目的地。

路由确认帧类型:
此确认帧是路由单播帧，没有有效负载。这将通知控制器路由的单播帧已经到达预期的目的地。

控制器维护路由表。该表包含网络中所有节点的信息。该路由表为位字段表，如表-1所示。该路由表是由主控制器根据从z波网络中所有节点接收到的信息构建的。

z波应用层

这一层负责z波网络中命令的解码和执行。中使用的帧格式应用程序层由以下字段组成。

帧格式={单帧/多帧，广播帧头，
应用命令类，
应用程序命令,
命令parameter1-to-X

应用程序命令类定义了命令所属的命令类:
00h-1Fh(为Z-wave协议保留的命令类)
20h-FFh(为Z-wave应用程序保留的命令类)
除确认帧外，所有z波帧类型都包含一个应用程序命令。

z波基本资源

z - wave教程
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z波设备一致性测试

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