【技術分享】物聯(lián)網(wǎng)ZigBee技術詳解② — 組網(wǎng)類型

ZigBee是無線通信中最重要的無線協(xié)議之一，在各種物聯(lián)網(wǎng)通信領域中得到了廣泛應用。ZigBee技術在物聯(lián)網(wǎng)應用中的成功，與其強大的組網(wǎng)功能密不可分。本期文章和你一起了解ZigBee的組網(wǎng)類型。

? ZigBee網(wǎng)絡設備類型

ZigBee為了充分利用硬件資源避免硬件資源的浪費，同時兼顧低功耗、低成本的硬件考慮，定義了兩種設備類型，它們分別是全功能設備和精簡功能設備。

全功能設備(Full-Function-Device)：具有數(shù)據(jù)發(fā)送、接收和轉發(fā)的能力。能建立新的網(wǎng)絡，也能進行路由發(fā)現(xiàn)和維護等功能，提供全部的IEEE 802.15.04 MAC服務。精簡功能設備(Reduced-Function-Device)：占用資源少，存儲容量小，成本低。只具有數(shù)據(jù)發(fā)送、接收的能力，提供部分的IEEE 802.15.04 MAC服務。

? ZigBee網(wǎng)絡設備角色

定義了設備類型，接著就要讓設備在一個網(wǎng)絡中擔任不同的角色。在ZigBee網(wǎng)絡中，有三種設備角色：協(xié)調器，路由器、終端。三種設備角色有以下特點：

協(xié)調器(Co-Ordinator)：ZigBee協(xié)調器是整個網(wǎng)絡的信息集合點和核心節(jié)點。它負責網(wǎng)絡的構建、維護和管理。協(xié)調器通常為ZigBee的網(wǎng)關，負責與Wi-Fi等其他協(xié)議的轉換，同時具有路由器的所有功能。路由器(Router)：路由器能進行數(shù)據(jù)的收發(fā)，并負責數(shù)據(jù)的路徑搜索和維持，使路由器或終端設備能加入到網(wǎng)絡中，通常作為協(xié)調器與終端設備的中繼節(jié)點使用。終端設備(End Device)：終端設備能進行數(shù)據(jù)的收發(fā)，但不能進行數(shù)據(jù)的路由。終端設備只能掛載到協(xié)調器或者路由器節(jié)點。通常為低功耗設備，如掛載各類傳感器、繼電器、開關等。

? 星型組網(wǎng)

星型網(wǎng)絡是最常見的網(wǎng)絡結構。星型網(wǎng)絡中一般包括協(xié)調器和終端兩種設備，協(xié)調器作為中央節(jié)點，所有終端節(jié)點的信息都直接發(fā)送給中央節(jié)點，形成星型結構。這種組網(wǎng)結構最大的特點是簡單易用，由于所有節(jié)點均要連接在中央節(jié)點下，支持的節(jié)點數(shù)量較少，網(wǎng)絡規(guī)模較小。

圖1?星型組網(wǎng)

ZLG致遠電子推出的FastZigBee協(xié)議使用了星型組網(wǎng)結構，與傳統(tǒng)星型網(wǎng)絡不同的是，F(xiàn)astZigBee沒有協(xié)調器（中央節(jié)點由某個終端設備擔任），所有設備均為終端節(jié)點，采用點對點的通信方式，節(jié)點與節(jié)點間可以互相通信。

? Mesh組網(wǎng)

Mesh網(wǎng)絡一般由協(xié)調器、路由和終端組成。其中協(xié)調器是必須的，它用于網(wǎng)絡的組建和維護。而路由可以進行數(shù)據(jù)轉發(fā)，規(guī)劃信息路徑，讓通信路徑更加靈活的同時，增大網(wǎng)絡規(guī)模。在Mesh網(wǎng)絡中，終端信息可以經(jīng)過多級路由跳轉，最終到達目標節(jié)點。信息傳遞的路徑也不是唯一的，各級路由會根據(jù)網(wǎng)絡環(huán)境，選擇最合適的傳遞路徑，網(wǎng)絡可靠性和靈活性更高。相較于星型網(wǎng)絡，Mesh網(wǎng)絡的網(wǎng)絡規(guī)模更大，支持的網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量更多，且由于多級路由的使用，組網(wǎng)距離也大大增加。

圖2?Mesh組網(wǎng)

ZLG致遠電子推出的ZLG Mesh協(xié)議使用了Mesh組網(wǎng)結構，該協(xié)議具有以下功能特點：

快速添加路由，智能路由算法，快速恢復通信；實現(xiàn)自動維護路徑，不需要手動配置路由器;支持多級跳轉，最高15級路由。

需要注意的是，F(xiàn)astZigBee與ZLG Mesh屬于兩種不同的通信協(xié)議，兩者不能互相通信。