ZigBee 1.2和ZigBee 3.0在多个方面存在显著区别，主要体现在网络架构、安全性、设备类型支持以及互操作性等方面。
网络架构：
ZigBee 1.2的网络架构较为简单，通常采用点对点或星型拓扑结构。
ZigBee 3.0引入了更加灵活的网络架构，支持多种网络拓扑，如点对点、点对多点和自组网等。此外，ZigBee 3.0还采用了网状网络技术，可以有效消除单点故障带来的影响。
安全性：
ZigBee 1.2的安全机制相对较为基础，主要依赖于简单的加密措施来保护数据传输。
ZigBee 3.0则引入了更为强大的安全功能，包括128-bit AES加密和APS Key机制。这些高级安全措施能够更好地保护网络中的设备和数据。
设备类型和支持范围：
ZigBee 1.2主要支持一些基本的智能家居设备，如简单的传感器和开关。
ZigBee 3.0则定义了超过130种不同的设备类型，并且支持更广泛的设备类型，包括家居自动化、照明、能源管理等领域的设备。这使得ZigBee 3.0能够更好地满足物联网(IoT)应用的需求。
互操作性和兼容性：
ZigBee 1.2的互操作性相对有限，不同厂商生产的设备之间可能存在兼容性问题。
ZigBee 3.0则通过统一的ZigBee PRO标准和ZigBee Cluster Library(ZCL)，实现了不同设备之间的无缝互操作。这意味着基于ZigBee 3.0的产品可以在不同的市场和应用场景中无缝工作。
功耗和电池寿命：
ZigBee 1.2由于其较低的通信速率和复杂度，具有非常低的功耗，适合于需要长期电池供电的应用。
ZigBee 3.0虽然在性能上有所提升，但仍然保持了低功耗的特点，这得益于其高效的扩频技术和优化的网络管理策略。
ZigBee 3.0相较于ZigBee 1.2.在网络架构、安全性、设备类型支持以及互操作性等方面都有显著的改进和提升，使其更适合现代物联网应用的需求。
一、 ZigBee 3.0的128-bit AES加密和APS Key机制
ZigBee 3.0的128-bit AES加密和APS Key机制是其安全框架的重要组成部分，具体工作方式如下：
1. AES加密机制
ZigBee 3.0使用高级加密标准(AES)进行数据加密，采用128位密钥长度(即16字节)。这种加密方法不仅用于信息的加密，还用于验证数据的完整性。在实际应用中，AES算法可以应用于应用层、网络层和MAC层，以确保数据的机密性、完整性和认证。
AES加密过程
- 消息填充：首先，软件通过填充M的最右边的8位组(命名为U)来分解消息，并用0填充剩余的8位组，直到能够填充一个128位的数据块。
- 创建密钥流块：软件创建密钥流块A0.并通过选择Load IV/Nonce命令装入A0.
- 加密验证数据：软件调用CFB或OFB模式对已经加密的验证数据U进行加密，并将结果T上传到缓冲器中。
- 解密与验证：随后，软件调用CTR模式对C进行解密，而不必重新装入IV/CTR。最后，软件比较T和MACTag以生成基准验证标签。
2. APS Key机制
APS Key(应用层安全密钥)是ZigBee 3.0中的另一个关键安全特性。当设备加入协调器后，协调器会记住每个设备的MAC地址，并给他们分配一个单独的密钥，即APS Key。这个密钥有以下用途：
- 节点间通信：APS Key用于在协调器和终端设备之间建立安全的通信通道，确保数据传输的安全性和隐私性。
- 路由请求和响应：网络密钥可用于加密APS层和应用程序数据，并应用于路由请求和响应消息、APS命令和ZDO命令。
总结
ZigBee 3.0通过结合128-bit AES加密和APS Key机制，提供了强大的安全保障。AES加密确保了数据的机密性和完整性，而APS Key则保障了节点间的通信安全。
二、 ZigBee 3.0支持的新型设备类型有哪些
ZigBee 3.0支持的新型设备类型包括照明设备、传感器、智能能源管理设备以及基于ZigBee Green Power Switch的设备。此外，ZigBee 3.0还支持ZigBee Lighting and Occupancy (ZLO)设备类型。
与ZigBee 1.2相比，ZigBee 3.0具有以下优势：
- 安全性更高：ZigBee 3.0在安全性能上进行了显著提升，能够更好地保护数据传输和存储的安全。
- 稳定性更好：ZigBee 3.0增强了网络的自愈能力，即使节点退出网络也不会影响内部路由的正常工作。
- 兼容性更好：ZigBee 3.0实现了不同品牌之间的互操作性，使得不同品牌的智能家居产品可以无缝连接和协同工作。
- 功耗更低：ZigBee 3.0进一步降低了设备的能耗，使其更加适用于需要长期运行且电池寿命要求高的应用场景。
三、 ZigBee PRO标准和ZigBee Cluster Library(ZCL)如何实现不同设备之间联系
ZigBee PRO标准和ZigBee Cluster Library(ZCL)通过多种机制实现不同设备之间的无缝互操作。
首先，ZigBee Cluster Library(ZCL)定义了一组属性和命令(集群)，这些可以在多个ZigBee配置文件中支持。ZCL的命令通常在开发需要与公共配置文件(如家庭自动化或智能能源)互操作的ZigBee产品时使用，或者在与其他厂商的ZigBee设备通信时使用。ZCL是独立于ZigBee规范发布的，它提供了一套跨集群的命令和功能，用于构建ZigBee应用程序和配置文件。
其次，ZCL通过标准化数据交换来提高设备间的互操作性和兼容性。数据模型在ZCL中扮演着重要角色，它定义了设备如何进行数据交换和通信。例如，在BACnet系统中，每个BACnet对象由三个相关集群表示：BACnet Basic cluster、BACnet Regular cluster和BACnet Extended cluster。这些集群分别实现了不同的属性和功能，以确保与BACnet系统的互操作性。
此外，ZigBee PRO标准通过引入基于互联网IP协议的低功耗、低成本、低复杂度的网络协议，进一步增强了设备间的互操作性。ZigBee 3.0与ZigBee PRO兼容，并支持网状网络以提高可靠性。这使得已经通过ZHA 1.2和ZLL 1.0认证的终端设备能够向前兼容ZigBee 3.0标准，从而充分利用其功能。
最后，ZCL还提供了共享设备结构和访问属性的功能，例如读取远程集群的属性集和所有属性，这有助于开发者快速构建一致且兼容的ZigBee产品。通过这些机制，ZCL确保了不同制造商的ZigBee设备能够在应用层面上实现无缝互操作。
四、 ZigBee 3.0在低功耗方面采用了哪些高效的扩频技术和网络管理
ZigBee 3.0在低功耗方面采用了多种高效的扩频技术和网络管理策略，以提高其通信的可靠性和效率。
首先，在扩频技术方面，ZigBee 3.0继续使用了直接序列扩频(DSSS)技术。这种技术通过将数据分成多个小块，并在不同的频率上进行传输来增强信号的抗干扰能力。此外，ZigBee 3.0还引入了频率捷变特性，进一步提高了网络的健壮性和可靠性。
其次，在MAC层方面，ZigBee 3.0采用了应答重传机制和CSMA(载波监听多路访问)机制，这些措施可以有效减少数据传输中的错误率，从而降低功耗。同时，MAC层还包含数据确认机制，确保每个数据包都能被正确接收和处理，进一步提升了通信的可靠性。
在网络管理策略方面，ZigBee 3.0通过自愈式网状网络(self-healing mesh network)来优化网络性能。这种网络结构能够在节点故障时自动重新配置网络，保持网络的稳定性和连续性。此外，ZigBee 3.0还支持大规模节点的组网与集中管理，通过将海量节点拆分为多个ZigBee网络结构，实现了高效的网络管理和控制。
五、 ZigBee 1.2与ZigBee 3.0在实际应用中的性能比较
在实际应用中，ZigBee 1.2和ZigBee 3.0在大规模部署下的性能表现有显著差异。
首先，从网络容量来看，ZigBee 1.2能够支持单个网络容纳多达65000个节点，这使其非常适合大规模部署需求。相比之下，ZigBee 3.0虽然也具有强大的组网能力，但其具体的大规模部署能力并未明确提及。
其次，在设备连接数量方面，ZigBee 3.0可以连接多达100个设备，而ZigBee 1.2则没有明确的限制。然而，考虑到ZigBee 3.0的优化和互操作性，它在实际应用中可能表现出更好的灵活性和扩展性。
此外，ZigBee 3.0在智能家居、工业自动化和智能城市等领域的应用更加广泛，并且提供了可靠的数据传输和智能控制能力。这表明ZigBee 3.0在这些领域中的性能更为出色，尤其是在需要高可靠性和互操作性的场景下。
最后，从成本效益的角度来看，ZigBee通常比Wi-Fi更具成本效益，特别是在大规模部署的情况下。因此，尽管ZigBee 3.0在某些方面可能比ZigBee 1.2更先进，但从整体性价比来看，ZigBee 1.2在大规模部署时仍具有一定的优势。
