Lớp ứng dụng APL(Application Layer) là lớp cao nhất trong chồng giao thức của một mạng không dây Zigbee. Lớp APL Zigbee chứa 3 thành phần nhƣ trong hình 2.19 là Phân lớp con hỗ trợ ứng dụng APS(Application Support Sublayer) , Các đối tƣợng thiết bị Zigbee ZDO(Zigbee Device Objects), và thành phần thứ 3 là thành phần nền tảng ứng dụng(Application Framework).
Phân lớp con APS cung cấp giao diện giữa lớp NWK và APL, và tƣơng tự nhƣ các lớp thấp hơn, nó hỗ trợ hai loại dịch vụ: dịch vụ quản lý và dịch vụ dữ liệu.
Đồ án tốt nghiệp Chương 2: Chồng giao thức Zigbee/IEEE 802.15.4
Hình 2.19. Cấu trúc của lớp APL.
Dịch vụ dữ liệu APS đƣợc cung cấp bởi Thực thể dữ liệu APS APSDE và đƣợc truy cập qua APSDE-SAP. Dịch vụ quản lý APS đƣợc cung cấp bởi Thực thể quản lý APS APSME và đƣợc truy cập qua APSME-SAP. Các hằng số và thuộc tính của APS có tiền tố tƣơng ứng là apsc và aps. Các thuộc tính APS đƣợc chứa trong Cơ sở thông tin APS APSIB hoặc còn gọi tắt là AIB. Chức năng giao diện của nó đƣợc thực hiện thông qua cung cấp một tập các chức năng đƣợc sử dụng cho cả ZDO và các đối tƣợng ứng dụng đƣợc xây dựng bởi nhà sản xuất. Nó đảm nhiệm các chức năng:
- Duy trì các bảng ràng buộc(binding) – bảng mối quan hệ giữa các thiết bị trong mạng. Nó chứa thông tin đƣợc tạo ra bởi các thủ tục tạo ràng buộc(binding), là tác vụ tạo các liên kết logic giữa các ứng dụng liên quan. Ví dụ, một thiết bị Zigbee đƣợc kết nối tới một bóng đèn có liên quan đến một thiết bị Zigbee đƣợc kết nối với một switch mà điều khiển bóng đèn đó. Thông tin liên quan đến những liên kết logic này đƣợc lƣu trữ trong bảng ràng buộc. Ở lớp ứng dụng của chuẩn Zigbee có các hỗ trợ cho các thao tác tạo và duy trì các bảng ràng buộc. Các thiết bị liên quan logic tới một bảng ràng buộc đƣợc gọi là các thiết bị đƣợc tạo ràng buộc(bound device).
- Chuyển tiếp các bản tin giữa các thiết bị có mối quan hệ với nhau. - Quản lý các địa chỉ nhóm.
- Ánh xạ địa chỉ IEEE 64-bit với địa chỉ mạng 16-bit. - Hỗ trợ truyền tải dữ liệu tin cậy.
Trong đó, thực thể dữ liệu APSDE cung cấp dịch vụ truyền dữ liệu để truyền các đơn vị dữ liệu giao thức PDU giữa 2 hoặc nhiều thiết bị trong cùng mạng.
Thực thể quản lý APSME cung cấp các dịch vụ bảo mật, ràng buộc các thiết bị, thiết lập và loại bỏ các địa chỉ nhóm cũng nhƣ duy trì một cơ sở dữ liệu các đối tƣợng đƣợc
quản lý trong AIB. AIB hỗ trợ ánh xạ địa chỉ giữa địa chỉ IEEE 64-bit và địa chỉ mạng NWK 16-bit.
Thành phần nền tảng ứng dụng trong Zigbee là một môi trƣờng trên đó các đối tƣợng ứng dụng sử dụng để điều khiển và quản lý các lớp giao thức trong một thiết bị Zigbee; khởi tạo các chức năng mạng cơ bản. Nó chứa các đối tƣợng ứng dụng đƣợc phát triển bởi các nhà sản xuất. Một thiết bị Zigbee hỗ trợ lên tới 240 đối tƣợng ứng dụng.
Các đối tƣợng ứng dụng trong nền tảng ứng dụng sử dụng APSDE-SAP để gửi và nhận dữ liệu giữa các đối tƣợng ứng dụng. Mỗi đối tƣợng ứng dụng đƣợc gán cho một địa chỉ điểm cuối (endpoint address) duy nhất là một giá trị nguyên nằm từ 1 đến 240. Địa chỉ điểm cuối với số hiệu là 0 đƣợc sử dụng cho ZDO. Địa chỉ điểm cuối với số hiệu là 255 là địa chỉ broadcast dùng để broadcast một gói tin cho tất cả các đối tƣợng ứng dụng. Phƣơng thức đánh địa chỉ điểm cuối cho phép các thiết bị chia sẻ cùng một khối thu phát. Chẳng hạn nhƣ với một ứng dụng điều khiển chiếu sáng, nhiều đèn có thể đƣợc kết nối với cùng một khối thu phát vô tuyến. Và phần mềm sẽ cho phép sử dụng các switch tại các điểm để điều khiển từng đèn riêng lẻ thông qua gán mỗi đèn với một địa chỉ điểm cuối khác nhau nhận diện các đối tƣợng ứng dụng khác nhau. ZDO cung cấp một giao diện giữa APS và thành phần nền tảng ứng dụng. ZDO chứa các chức năng là chung đối với tất cả các ứng dụng hoạt động trên chồng giao thức Zigbee. Cụ thể:
- Chịu trách nhiệm định nghĩa vai trò của thiết bị trong mạng là bộ điều phối, router hay một thiết bị đầu cuối.
- Phát hiện các thiết bị trong mạng, xác định các dịch vụ ứng dụng mà nó cung cấp. - Khởi tạo và đáp ứng tới các yêu cầu ràng buộc(binding)
- Thiết lập một mối quan hệ bảo mật giữa các thiết bị trong mạng.
ZDO sử dụng các primitive để thực hiện chức năng của nó và truy cập thực thể quản lý APS – APSME thông qua giao diện công cộng ZDO(ZDO public interface). Nó phát hiện các thiết bị trong mạng và