Zigbee Direct

Zigbee Direct简介
由于Zigbee协议拥有良好的的网络扩展性和产品互操作性，Zigbee被广泛应用于智能家居。不幸的是，并非所有智能语音助手都拥有内置 Zigbee 集线器，这意味着需要购买额外的硬件(网关设备)才能获得语音助手提供的额外用户体验。而蓝牙被广泛应用于智能手机、平板电脑、智能音箱、智能手环、智能手表等设备。

Zigbee Direct技术目的是让蓝牙低功耗(Bluetooth LE)设备安全的访问Zigbee设备和网络。让用户可以使用智能手机、平板电脑、智能音箱或其他非Zigbee网关与 Zigbee网络互动(设备入网和控制)。
Zigbee Direct网络结构图

角色定义：
Zigbee Direct设备(ZDD): 有些Zigbee路由器或协调器可能配备有“双无线电”，即同时拥有蓝牙低功耗无线电和802.15.4无线电。能够同时运行蓝牙低功耗和Zigbee 3.x协议栈，可以让基于蓝牙低功耗的设备 (ZVD) 和Zigbee 3.X 网络之间交换数据。ZDD在蓝牙低功耗中的角色是外围设备。
Zigbee Direct 虚拟设备(ZVD): 在Zigbee网络上执行特定角色(例如:Zigbee Trust Center)或采用特定设备类型(例如终端设备、路由器、协调器、信任中心)的 BLE 设备。 ZVD 的软件堆栈可能包含ZVD应用程序、Zigbee Pro协议栈和蓝牙低功耗网络协议栈。ZVD必须有蓝牙低功耗无线电，ZVD在蓝牙低功耗中的角色是中央设备。
Zigbee Direct管道服务(Zigbee Direct Tunnel Service):由ZDD公开的蓝牙通用属性规范的服务，允许ZVD依据ZVD正在执行的角色从Zigbee网络收发数据。
Zigbee Direct授权服务(Zigbee Direct Commissioning Service):由ZDD公开的蓝牙通用属性规范的服务，让ZVD授权一个Zigbee设备加入Zigbee网络。
维护(Maintenance): 允许ZVD通过接收Zigbee 3.x网络上的ZDD的状态对Zigbee 3.x网络执行基本诊断。维护的内容可以包括：获取802.15.4接口的状态、获取Zigbee网络状态的情报、询问性能计数器、触发可能修复网络的操作例如重新加入网络(Network Rejoin)。

Zigbee Direct安全：
一个 ZVD 和一个 ZDD 建立安全模式1 安全等级1 的蓝牙低功耗连接。接下来，使用共享凭证执行安全会话握手。握手所得到的会话密钥用于在 ZVD 和 ZDD 之间建立安全的 BLE 会话。

ZVD 需要通过ZDD获得授权才能加入Zigbee 网络。授权是通过共享密钥实现的，该共享密钥是建立安全 BLE 会话的凭据。

Zigbee Direct 允许 ZVD 建立具有基本或管理员授权级别的安全 BLE 会话。 ZVD 的访问级别由所使用的授权密钥定义，由 ZDD 强制执行。
Zigbee Direct Security 解决方案不依赖于低功耗蓝牙特定的安全性，因此不强制要求任何特定的配对或绑定方法，ZVDs 和 ZDDs 应该避免(直接或间接)触发低功耗蓝牙设备配对。建议ZDD 不要返回一个错误代码给蓝牙低功耗属性协议错误响应，因为在某些系统(IOS and Android)上这会导致蓝牙链路层配对请求。

下图是ZDD和ZVD的消息交互概念示意图：

一个没有启动配置且不是Zigbee网络成员的ZDD通过发送可连接的蓝牙低功耗广播指示它的状态。ZVD通过建立一个启动配置会话去配置或指导ZDD加入网络。
要访问一个己经在Zigbee网络中的ZDD设备，ZVD需要通过ZDD提供的基本或管理密钥来建立一个授权的会话。
交换基本或管理密钥的方法取决于Zigbee网络的拓扑结构和安全等级。

Zigbee Direct虚拟设备可以充当网桥，现有的Zigbee产品可以使用Zigbee Direct技术与matter产品交互。

Zigbee Direct 技术带来的优势

提升用户体验以扩大目标市场
Zigbee Direct 融合两种广泛使用的技术，使物联网更为平易近人，满足新客户对便利性和自动化的需求。
使用成熟技术简化设计和开发
Zigbee Direct 以标准化的方式结合两种普遍应用的技术，简化设计开发流程，降低了构建整体解决方案系统的复杂性和需要花费的时间。
方便设备调试
Zigbee Direct 确保新用户和有经验的用户都可以轻松地将新产品连接到他们的网络。

参考资料：
https://csa-iot.org/

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