Zigbee 燃气传感器接入标准

更新时间:2023-07-06 05:53:23下载pdf

Zigbee 燃气传感器是一个低功耗设备,用于检测在传感器检测范围内是否有燃气泄漏并远程报警用 Zigbee 3.0 标准里的 IAS ZONE 设备来实现。

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名词解释

名词
解释
Zigbee SDK 基于芯科 Zigbee 协议栈经过裁剪、优化后封装的涂鸦 ZigbeeSDK
Attribute Attribute (属性)是一个反映物理数量或状态的数据值
Cluster Cluster (群集)是包含一个或多个属性(attribute)的群集
EndPoint EndPoint (端点)是协议栈应用层的入口,即入口地址,也可以理解应用对象存在的地方,它是为实现一个设备描述而定义的一组群集
Device Id Zigbee 中为每一种设备定义的序号
弱电设备 是指使用电池供电的设备,在 Zigbee 协议中被称为 sleep end device 的设备
强电设备 是指使用市电或者从市电稳压后的电源供电的设备,在 Zigbee协议中被称为 router 的设备
PID product ID,在涂鸦 IoT 平台创建的每一个产品都会产生一个唯一的产品编号,关联了产品具体的功能点、APP控制面板、出货信息等所有跟这个产品相关的信息
SOC system on chip,硬件本身无 MCU,控制程序写入联网模块中
SDK Software Development Kit,软件开发工具包,辅助开发某一类软件的相关文档、范例和工具的集合。为了鼓励开发者使用其系统或者语言,许多 SDK 是免费提供的,涂鸦的也是
固件 Firmware,就是写入 EROM(可擦写只读存储器)或 EEPROM (电可擦可编程只读存储器)中的程序。固件是指设备内部保存的设备“驱动程序”,通过固件,操作系统才能按照标准的设备驱动实现特定机器的运行动作,比如光驱、刻录机等都有内部固件。固件是担任着一个系统最基础最底层工作的软件
OTA 是固件升级的意思,我们是支持 OTA 的

Zigbee 设备功能描述

Zigbee 协议版本

产品为基于标准的 Zigbee 3.0 协议

Profile Id 0x0104
Device Id 0x0402

Endpoint

endpoint 描述
1 设备唯一端点

支持的 Clusters

Input Clusters(Sever) Output Clusters(Client)
Basic (0x0000) OTA (0x0019)
Power Configuration (0x0001)
IAS Zone (0x0500)

支持的属性和命令

属性填写的目的是网关可以通过 Zigbee 标准读写属性来获取设备的基本信息;

Basic Cluster

Attributes:

ID Name Data Type
Range
Default
0x0000 ZCLVersion uint8 - 0x20 0x00 - 0xff 0x03
0x0001 ApplicationVersion uint8 - 0x20 0x00 - 0xff ie: 0b 01 00 0001 = 1.0.1 即 0x41 为 1.0.1 OTA 功能会用到该版本号,在 OTA 开始阶段,网关会读取 OTA 包的版本号推送给设备。在 OTA 成功重启后,网关会读取版本号来确定是否升级成功。只能往更高的版本升级。
0x0002 StackVersion uint8 - 0x20 0x00 - 0xff 0x02
0x0003 HWVersion uint8 - 0x20 0x00 - 0xff 0x01
0x0004 ManufacturerName string - 0x42 0 - 32 bytes XXX…XXX (长度为16个字节,由 8 字节前缀和 8 字节的PID组成) 0 - 7 bytes:TZ3000 8 - 16 bytes:PID(由产品经理在平台或者自助创建和提供) 默认PID:qgaylqo6 该字段决定了手机 APP 界面的 UI 和功能展现,如果对 PID 没什么要求可用用默认 PID
0x0005 ModelIdentifier string - 0x42 0 - 32 bytes SM0212 该字段为了网关快速识别设备类型用,提升体验
0x0007 PowerSource enum8 - 0x30 0x00 - 0xff 0x03
0xfffd ClusterRevision uint16 - 0x21 0x0000 - 0xffff 0x0001

Power Configuration

Attributes:

ID name Data Type Range Default
0x0000 MainsVoltage uint16 - 0x21 0x0000 to 0xffff 0x03
0x0020 BatteryVoltage uint8 - 0x20 24 – 30(2.4V – 3.0V) 30
0x0021 BatteryPercentageRemaining uint8 - 0x20 0 – 200(0 – 100%) 200

IAS ZONE

Attributes:

ID Name Data Type
Range
Default
0x0000 ZoneState enum8 - 0x30 All 0
0x0001 ZoneType enum16 - 0x31 All 0x002B
0x0002 ZoneStatus map16 - 0x19 All 0x00 ( Alarm1+bit(0)燃气报警,Alarm1+bit(2)防拆报警,Alarm1+bit(3)低压报警,Alarm1+bit(6)设备故障报警)
0x0010 IAS_CIE_Address EUI64 - 0xF0 - -
0x0011 ZoneID uint8 - 0x20 0x00 - 0xFF 0xFF,表示未注册
0xFFFD ClusterRevision Uint16 - 0x21 0x0000 - 0xFFFF 0x0001

Commands:

ID name Direction Description
0x00 Zone Status Change Notification S->C 上报报警信息
0x01 Zone Enroll Request S->C 向网关请求 Zone ID 信息
0x00 Zone Enroll Response C->S 网关返回给设备的 Zone ID 请求响应

Over The Air Upgrade

Attributes:

ID name Data Type Range Default
0x0000 UpgradeServerID EUI64 - 0xF0 0xffffffffffffffff
0x0001 FileOffset uint32 - 0x23 all 0x00000000
0x0002 CurrentFileVersion uint32 - 0x23 all 0x21050002
0x0006 ImageUpgradeStatus enum8 - 0x30 all 0x00
0x0007 Manufacturer ID uint16 - 0x21 all 0x1002
0x0008 Image Type ID uint16 - 0x21 all 0x1602
0x0009 MinimumBlockPeriod uint16 - 0x21 all 0x0000
0xfffd ClusterRevision int16 - 0x21 0x0000-0xffff 0x0001

Commands:

ID name Direction Description
0x00 Image Notify S->C
0x01 Query Next Image Request C->S
0x02 Query Next Image Response S->C
0x03 Image Block Request C->S
0x05 Image Block Response S->C
0x06 Upgrade End Request C->S
0x07 Upgrade End Response S->C

Zigbee设备流程机制

1.组网流程的要求

(1)Beacon request 信道扫描间隔大于 200 毫秒,优先扫描优选信道

(2)扫描时间不超过 30 秒

(3)组网成功后采用 5 秒到 10 秒或者以上的随机延时上报初始报警状态值和初始电量值(100%)

2.设备断电启动流程的要求

(1)设备断电启动后,需和网关同步必要的数据,如电量以及报警状态

3.链路维护的要求

(1)周期 4 小时上报电量信息,电量上报作为心跳包,是判断设备是否离线的依据,如果 12 小时内,无数据和网关交互,网关会判定为设备离线

4.数据上报的要求

(1)如果开启了 APS 层的重传建议把 Disable Default Response 设置成 1,避免太多 ack

(2)重传数据的 Transaction Sequence Number 需要保持一致

(3)重传间隔大于 250 毫秒,重传持续时间建议低于 3 秒

(4)数据上报间隔至少间隔 100 毫秒,防止频繁上报,从而导致 APP 显示错乱

特殊功能说明

  1. 低电提示转换

    (1)由于低电提示是底层使用指令提示低电,需要将低电指令报警转化成 Zigbee 电量上报

开发方式

  1. 基于涂鸦 Zigbee SDK 开发:

    (1)你只需修改 demo 样例的模块型号和硬件配置即可完成上述功能,包括群组,场景均实现

    (2)涂鸦提供完整的烧录,授权,产测流程和软硬件工具

涂鸦 Zigbee SDK 使用说明

烧录授权、产测工具使用说明

  1. 自行开发-非涂鸦 Zigbee 模块:

    (1) 需要完整实现上述技术细节

    (2)完成设备授权

  2. 使用涂鸦完整授权工具授权

通过模块和上位机串口通信授权

串口通信协议文档

串口通信实例代码

使用涂鸦授权 SDK 授权

  1. 自行开发-涂鸦 Zigbee 模块:

    (1)只需要实现固件功能细节

    (2)购买授权过的涂鸦 Zigbee 模块即可