涂鸦 Zigbee 强电场景开关接入标准

概述

Zigbee 强电场景开关是一个控制设备，通过场景指令实现场景群控功能。
用 Zigbee 3.0 标准里的 Scene Selector 设备来实现。

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 Zigbee SDK。
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	0x0004

Endpoint

Endpoint	描述
1	第一路场景开关
2	第二路场景开关

支持的 Clusters

Scene Selector (0x0004)
Input Clusters(Server)	Output Clusters(Client)
Basic(0x0000)	OTA(0x0019)
IDentify(0x0003)	Group Cluster(0x0004)
Group Cluster(0x0004)	Scene Cluster(0x0005)
Scene Cluster(0x0005)

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。

Commands 中使用的 C->S 表示 Client 端发送给 Server 端的 Command；S->C 表示 Server 端发送给 Client 端的 Command。

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	ManufactureName	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_ 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	ModeIDentifier	string-0x42	0-32 bytes	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	0x01
0xfffd	Cluster revision	uint16-0x21	0x0000-0xffff	0x0001

Commands:

ID	name	Direction	Description
0x00	Reset To Factory Default	C->S

IDentify Cluster

Attributes:

ID	name	Data Type	Range	Default
0x0000	IDentifyTime	uint16-0x21	0x0000-0xffff	0x0000
0xfffd	ClusterRevision	uint16-0x21	0x0000-0xffff	0x0001

Commands:

ID	name	Direction	Description
0x00	IDentify	C->S	-
0x01	IDentify Query	C->S	-

Groups Cluster

Attributes:

ID	name	Data Type	Range	Default
0x0000	NameSupport	Bitmap8-0x18	—	—
0xfffd	ClusterRevision	uint16-0x21	0x0000-0xffff	0x0001

Commands:

ID	name	Direction	Description
0x00	Add Group	C->S	-
0x01	View Group	C->S	-
0x02	Get Group membership	C->S	-
0x03	Remove Group	C->S	-
0x04	Remove all Groups	C->S	-
0x05	Add Group if IDentifying	C->S	-
0x00	Add Group Response	S->C	-
0x01	View Group Response	S->C	-
0x02	Get Group membership Response	S->C	-
0x03	Remove Group Response	S->C	-

Scene Cluster

Attributes:

ID	name	Data Type	Range	Default
0x0000	SceneCount	uint8-0x20	0x00-0xff	0x00
0x0001	CurrentScene	uint8-0x20	0x00-0xff	0x00
0x0002	CurrentGroup	uint16-0x21	0x0000-0xfff7	0x00
0x0003	SceneValID	bool-0x10	0x00-0x01	0x00
0x0004	NameSupport	Bitmap8-0x18	—	—
0xfffd	ClusterRevision	uint16-0x21	0x0000-0xffff	0x0001

Commands:

ID	name	Direction	Description
0x00	Add Scene	C->S	-
0x01	View Scene	C->S	-
0x02	Remove Scene	C->S	-
0x03	Remove All Scenes	C->S	-
0x04	Store Scene	C->S	-
0x05	Recall Scene	C->S	-
0x06	Get Scene Membership	C->S	-
0x40	Enhanced Add Scene	C->S	-
0x41	Enhanced View Scene	C->S	-
0x42	Copy Scene	C->S	-
0x00	Add Scene Response	S->C	-
0x01	View Scene Response	S->C	-
0x02	Remove Scene Response	S->C	-
0x03	Remove All Scenes Response	S->C	-
0x04	Store Scene Response	S->C	-
0x06	Get Scene Membership Response	S->C	-
0x40	Enhanced Add Scene Response	S->C	-
0x41	Enhanced View Scene Response	S->C	-
0x42	Copy Scene Response	S->C	-

Over The Air Upgrade

Attributes:

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

Commands:

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

Zigbee 设备流程机制

组网流程的要求

(1) Beacon request 信道扫描间隔大于 200ms，优先扫描优先信道。

(2) 扫描时间不超过 5 分钟。

(3) 如果需要上报数据，组网成功后采用 5s 到 10s 或者以上的随机延上报数据。

设备断电启动流程的要求

(1) 至少大于 15s 后上报数据。

链路维护的要求

(1) 持续 2 分钟 30 秒到 3 分钟之间的随机值上报设备版本号。

(2) 当有任一数据上报成功后延迟 2 分钟 30 秒到 3 分钟之间的随机值上报设备版本号。

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 ms，重传持续时间建议低于 3s。

(4) 收到广播、组播、情景控制时，建议需要延迟 1 分钟 - 2 分钟的随机值上报状态，延迟时间没有到达期间收到单播控制，立即上报状态。

特殊功能说明

zigbee 本地场景功能

(1) 通过 App 面板配置好场景开关哪个 Endpoint 作为触发，以及被控设备哪个 Endpoint 执行动作后，网关会先发送相应的动作指令给被控设备的 Endpoint，确认被控设备可以被执行。

(2) 网关通过 Groups Cluster 的 Add Group 依次下发 Group ID 给每个被控设备 Endpoint，被控设备回应 Add Group Response 给网关；网关通过 Scene Cluster 的 Store Scene 依次下发 Group ID 和 Scene ID 给每个被控设备 Endpoint，被控设备回应 Store Scene Response 给网关，设备保存该时的状态作为场景执行时的动作，收到上述所有被控设备的 Add Group Response 和 Store Scene Response 后 App 显示验证完成。

(3) App 显示验证完成后，点击保存，网关通过 Scene Cluster 的 Add Scene 下发 Group ID 和 Scene ID 给场景开关的触发 Endpoint，被控设备回应 Add Scene Response 给网关。注意如果场景开关该 Endpoint 已经存储了 Group ID 和 Scene ID ，则舍弃原有的 Group ID 和 Scene ID 存储下发的 Group ID 和 Scene ID。

(4) 通过 App 点击执行场景，或是点击场景开关的触发 Endpoint 对应的按键后，网关或是场景开关通过 Scene Cluster 的 Recall Scene 通过组播方式发送给被控设备 Group ID 和 Scene ID，设备收到该帧后执行该 Group ID 和 Scene ID 相应的动作，实现执行对应的场景功能，场景开关可以在 zigbee 局域网下进行执行场景而不需要网关，该功能被称为 zigbee 本地场景功能。

开发方式

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

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
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

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