Zigbee设备加入网络过程

Zigbee设备加入网络过程

---关联加入

在一个zigbee协调器设备建立网络后，路由器设备或者终端设备（end device），可以加入协调器建立的网络，具体加入网络有两种方式，一种是通过关联（association）方式，就是待加入的设备发起加入网络，具体实现方式后面讨论，另一中是直接（direct）方式，就是待加入的设备具体加入到那个设备下，作为该设备的子节点，由以前网络中的设备，想待加入的设备作为其子设备决定。

下面重点讨论第一种方式，也是实际中用的最多的方式

通过关联方式加入一个网络：

加入一个设备，是两个设备的事，即子设备和待定父设备

对于子设备，首先子设备调用NLME-NETWORK-DISCOVERY.request 原语，设定待扫描的信道，以及每个信道扫描的时间，网络层收到这个原语，将要求MAC层执行被动或主动扫描。

具体发送到设备外的是一个becon request 帧，当在这个信道中的设备收到该帧，将会发送becon帧，这是子设备通过BEACON-NOTIFY.indication 原语，告知该设备的MAC层，该becon帧包含了发送该帧的地址信息，以及是否允许其他设备以其子节点的方式加入。待加入的设备，在网络层，将检查该becon帧 协议 ID是否是zigbee ID 。如果不是，将 忽略；如果是，该设备将复制收到每个becon帧的相关信息到其关联表中（neighbor table）。

一旦MAC层完成了扫描，将发送 MLME-SCAN.confirm 原语，告知网络层，网络层将发送NLME-NETWORK-DISCOVERY.confirm 原语，告知应用层。

应用层收到该原语，应用层将根据情况，要么重新要求扫描，或者从关联表中选择所发现的网络加入。调用NLME-JOIN.request 原语，原语中各个参数的设置参看协议（可以在本站下载栏找到）非常容易。如果在关联表中找不到合适的准父节点，将调用原语告知应用层，如果由多个设备可以满足要求，将选择到协调器节点深度最低的设备，如果有几个设备的深度相同，且都是最小深度，将从中随机选择一个。

一旦潜在的父节点确定，网络层将调用MLME-ASSOCIATE.request 原语到MAC层。具体设置参看协议相关部分（213页），连接状态将通过MLME-ASSOCIATE.confirm 原语反馈。

如果试图加入不成功，网络层将收到MAC层通过MLME-ASSOCIATE.confirm告知的加入失败，如果收到的是潜在父节点拒绝该设备加入，这时候，网络层将会在关联表中，把该潜在父节点的相应部分，潜在父节点位(potential parent bit)置为零，确保网络层，不再给这个设备二次发送加入请求。

如果一次加入没成功，将选择另一个潜在的父节点加入，指导找到一个合适的设备加入或者所有的设备都不适合。

如果加入成功，网络层收到的MLME-ASSOCIATE.confirm 原语，将含有该设备可用的16 唯一的逻辑地址，

网络层将在关联表中设置与其父节点的关系，同时，这个父节点也会在其关联表中加入这个新设备。

如果是以路由器(router)形式成功加入网络，该设备的应用层将发送NLME-STAT_ROUTER. request 原语，网络层将发送MLME-STAT.request 原语到MAC层。收到了MLME-START.confirm 原语，网络层 将发送 NLME-START-ROUTER.confirm 原语，含有同样的状态值。

对于父节点设备：

只有协调器或路由器，可以加入设备，进行该操作，首先从MAC层开始，MAC接收到一帧（ASSOCIATE)数据 ,通过MLME_ASSOCIATE.indication原语传到网罗层，潜在的父节点收到这帧数据，首先判断该设备是否已经存在其关联表中，如果找到，NLME将获取相应的16位网络地址，并发送 association response 到MAC层，如果没有找到，将分配一个在这个网络中唯一的地址给待加入的设备，如果潜在父节点已经用完了地址分配，NLME将中止，通过MLME-ASSOCIATE.reponse 原语，告知该设备，不能接收子设备了，在多跳网络中，其他的设备还可以接收。

如果设备加入得到许可，这时候，将在关联表中创建一个表项，作为其子节点，并通过MLME-ASSOCIATE.reponse 原语，告知该设备，已经成功加入网络。

---直接方式

下面讲述如何一个子设备，在其潜在父节点预先指派的情况下加入网络．

以这种方式加入网络的过程中，首先由父节点发起，下面根据建网的过程来讲述

父节点：

首先调用ＮＬＭＥ－ＤＩＲＥＣＴ－ＪＯＩＮ．requese　原语，在目的地址部分设置成要求加入网络设备的ＩＥＥＥ地址，当这个过程初始化后，在父节点的网络层要判断该子设备是否已经加入网络，如果在其关联表中找到了这个设备，将终止操作，并通过ＮＬＭＥ－ＤＩＲＥＣＴ－ＪＯＩＮ．confirm原语告诉应用层，设备已经加入网络，如果没有找到匹配的，在网络层，如果可能　，将分配一个在这个　网络中唯一的１６位网络地址，将在其关联表中为这个子节点创建一个表项，如果不可以，ＮＬＭＥ－ＤＩＲＥＣＴ－ＪＯＩＮ．confirm原语告诉应用层表已满，如果可以，ＮＬＭＥ－ＤＩＲＥＣＴ－ＪＯＩＮ．confirm原语告诉应用层创建成功．注意，这个过程父节点设备是没有向空中发射信息，只是在自己设备内处理．但是，在子设备要求加入时，以孤节点方式实现，因为该过程和孤节点方式重新加入实现方式一样．

子节点：

子节点通过孤节点方式加入

首先子设备调用ＮＬＭＥ－ＪＯＩＮ．request原语，并在ＲejoinＮetwork项设置为真，然后网络层要求ＭＡＣ执行孤节点扫描，对设置的信道，该步由ＭＬＭＥ－ＳＣＡＮ．request初始化，通过ＭＬＭＥ－ＳＣＡＮ．comfirm原语返回结果．

　如果扫描成功，网络层将通过调用ＮＬＭＥ－ＪＯＩＮ.confirm　原语告之应用层，加入成功．

　如果扫描没有成功，网络层将终止操作，并告之应用层，没有找到网络，该步通过调用ＮＬＭＥ－ＪＯＩＮ．confirm　原语实现．

子节点要求加入后，父节点将做如下处理

在ＭＡＣ层收到ＭＬＭＥ－ＯＲＰＨＡＮ．indication原语，只有协调器或路由器将做进一步处理．

当这一过程完成后，网络层将首先查找看其子设备是否为孤节点，如果有，将比较ＩＥＥＥ地址，如果匹配，将获取相应的１６位网络地址，通过ＭＡＣ层ＭＬＭＥ－ＯＲＰＨＡＮ．reponse原语告之子设备．