10.1 802.15.4/ZigBeeSTM32W108無線射頻子產品802.15.4/ZigBee協定棧協定棧
IEEE 802.15工作組于1998年成立，為了适應低功耗、低成本的無線網絡需求，IEEE标準委員會在2000年正式準許并成立了802.15.4工作組，其主要職能是制定低資料率的WPAN(LR-WPAN)标準。要求具有低功耗、低複雜度、體積小、成本低等突出特點，使其在便攜或可移動的資料終端中發揮重要作用。IEEE 802.15.4滿足國際标準組織(ISO)開放系統互連(OSI)參考模式。它包括實體層、媒體通路層、網絡層和應用層。
ZigBee是一種低速短距離傳輸的無線網絡協定，于2004年由ZigBee聯盟推出。它屬于新興的短距離無線通信技術，用于無線傳感器組網控制及應用(Sensor andControl)。ZigBee協定從下到上分别為實體層(PHY)、媒體通路控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網絡層(NWK)、應用層(APL)等。其中實體層和媒體通路控制層遵循IEEE 802.15.4标準的規定。ZigBee網絡主要特點是低功耗、低成本、規模可控、支援多種網絡拓撲、簡單易用、效率高、安全可靠。中國物聯網校企聯盟認為，ZigBee作為一種短距離無線通信技術，由于ZigBee無線傳感器網絡可以友善的為使用者提供感覺節點的資料傳輸，在物聯網領域進行了廣泛的應用。
Zigbee協定棧完成對底層硬體及相應的協定的封裝，提供相應的對外API接口，供使用者調用開發，簡化使用者開發流程，提高使用者開發效率。
10.2 STM32W108的802.15.4/ZigBee協定棧
基于STM32W108 ST公司目前推出了三種不同類型的無線網絡應用解決方案：
1. MAC協定棧：實作基本的IEEE 802.15.4通信，在此基礎上可以開發簡單的WSN應用協定，如點對點網絡、星型網絡的組建及資料采集。
2. ZigBee Pro協定棧：用于較大規模、複雜WSN網絡的組建及實作，如家庭的自動化、環境的監測、Mesh網的智能能源應用。
3. 基于RF4CE協定棧：主要應用于消費類電子裝置，實作無線網絡遙控及通信，如機頂盒、智能家居等。
由于本書中所涉及到的晶片類型支援802.15.4 MAC協定棧，下面我們對802.15.4 MAC協定棧作簡要介紹。STM32W108SimpleMac協定棧（以下簡稱MAC）庫為使用者提供了API函數，API函數實作對底層硬體的設定及驅動，通過API函數調用通路STM32W108微控制器的底層硬體的MAC功能。以下對MAC庫的API命名規則以及MAC庫中API的分類進行簡單介紹，有助于應用程式的閱讀與開發。
1. MAC庫API命名規則：
字首：MAC API函數字首都是“ST_”，然後其後跟随着一般API名稱，例如Radio、AES；
回調字尾：使用者實作和MAC庫内實作的回調函數的字尾都是“Callback”；
ISR回調字尾：使用者實作和MAC庫内實作的中斷服務子程式的回調函數的字尾是“IsrCallback”；
ISR字尾：MAC庫内實作的部分函數，由應用程式調用用于響應硬體事件的函數的字尾為“Isr”。
2. MAC庫API分類
（1）、電源狀态控制API函數，對無線電的初始化和電源狀态的管理控制；
（2）、信道API函數，對信道的選擇和校準；
（3）、電源API函數，對電源的控制；
（4）、發送API函數，資料包的發送及控制；
（5）、接收API函數，資料包的接收及控制；
（6）、加密API函數，與硬體AES協處理器相結合，提供無線資料包加密；
（7）、MAC定時器API函數，提供MAC的定時功能；
（8）、其他API函數，實作對MAC的診斷和配置。
3. MAC層簡介
網絡通信基于IEEE 802.15.4協定，協定完成了網絡中的MAC子層和PHY子層的功能，本書網絡通信基于MAC層進行。MAC子層主要提供兩種服務：MAC層資料服務和MAC層管理服務，MAC層資料服務保證MAC協定資料單元能夠基于實體層提供的資料服務完成資料的正确收發，MAC層管理服務負責維護管理存儲MAC子層協定狀态資訊的資料庫。MAC子層主要功能包括以下六個方面：
（1）、協調器産生并發送信标幀，其它普通裝置通過協調器的信标幀與協調器保持同步；
（2）、能夠實作PAN網絡的關聯和取消關聯；
（3）、保證無線信道通信的安全性；
（4）、支援CSMA-CA機制通路信道；
（5）、提供時槽保障機制；
（6）、保證不同裝置的MAC層間可以進行可靠傳輸。
本文出自《STM32W108嵌入式無線傳感器網絡》邱鐵，夏鋒，周玉編著.清華大學出版社，2014年5月