ZigBee網(wǎng)絡(luò)角色 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 無線模塊組網(wǎng)典型應(yīng)用

成都億佰特

01 簡介

ZigBee 是一種短距離，低功耗，低速率，低成本的一種無線自組網(wǎng)通信技術(shù)。

02 網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)

ZigBee 網(wǎng)絡(luò)有如下特點(diǎn)：低功耗，自組網(wǎng)，多跳路由，高安全，抗干擾能力強(qiáng)

03 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)角色

協(xié)調(diào)器

ZigBee 協(xié)調(diào)器（英文名：ZigBeeCoordinate ，通常簡寫為：ZC）。協(xié)調(diào)器在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，有且只能有一個(gè)協(xié)調(diào)器，它在網(wǎng)絡(luò)中起了網(wǎng)絡(luò)搭建和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的功能。是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中心樞紐。是等級最高的父節(jié)點(diǎn)。

路由器

ZigBee 路由器（英文名：ZigBeeRouter，通常簡寫為：ZR），路由器在ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中既可以充當(dāng)父節(jié)點(diǎn)，也可以充當(dāng)子節(jié)點(diǎn)，有信息轉(zhuǎn)發(fā)和輔助協(xié)調(diào)器維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的功能。

終端

ZigBee 終端（英文名：ZigBeeEnd-Device，通常簡寫為：ZED），終端在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，其功能最為簡單，只能加入網(wǎng)絡(luò)，為最末端的子節(jié)點(diǎn)設(shè)備。只能與其父節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，如果兩個(gè)終端之間需要通信，必須經(jīng)過父節(jié)點(diǎn)進(jìn)行多跳或者單跳通信。是ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中可允許存在的數(shù)量最多的節(jié)點(diǎn)，也是唯一允許低功耗的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

04 ZigBee 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

ZigBee 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可分為三種，即：星狀網(wǎng)絡(luò)、樹狀網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。

星狀網(wǎng)絡(luò)

ZigBee星狀網(wǎng)絡(luò)在ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中屬于一種最為簡單的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。包含一個(gè)協(xié)調(diào)器（中心節(jié)點(diǎn)）和若干個(gè)路由器和終端（附屬節(jié)點(diǎn)）組成。該結(jié)構(gòu)如下圖所示：

該結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)附屬節(jié)點(diǎn)只能與中心節(jié)點(diǎn)通信，如果需要兩個(gè)附屬節(jié)點(diǎn)之間通信，必須經(jīng)過中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。

樹狀網(wǎng)絡(luò)

ZigBee樹狀網(wǎng)絡(luò)包含一個(gè)協(xié)調(diào)器，若干個(gè)路由器和終端組成。其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：

ZigBee 樹狀網(wǎng)絡(luò)可以看做多個(gè)星狀網(wǎng)絡(luò)組成，每個(gè)樹杈分支處（帶節(jié)點(diǎn)的路由器）可看做組成星狀網(wǎng)絡(luò)的“中心節(jié)點(diǎn)”，每個(gè)字設(shè)備只能與其父節(jié)點(diǎn)通信，最高級的父節(jié)點(diǎn)為協(xié)調(diào)器。

在樹狀網(wǎng)絡(luò)中，協(xié)調(diào)器將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)搭建起來，路由器作為承接點(diǎn)，將網(wǎng)絡(luò)以樹狀向外擴(kuò)散。節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間通過中間的路由器形成“多跳通信”。與星狀網(wǎng)絡(luò)相比，樹狀網(wǎng)絡(luò)在容量以及健壯性上有了大幅度提高。

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)

ZigBee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是建立在ZigBee樹狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示：

ZigBee 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，除了滿足ZigBee樹狀網(wǎng)絡(luò)的所有功能之外，其相鄰路由器之間也存在通信關(guān)系，使得網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)分布更為靈活，路由能力更加穩(wěn)定，可靠。可充分發(fā)揮出ZigBee 網(wǎng)絡(luò)的自組織優(yōu)勢。

05 ZigBee 典型應(yīng)用領(lǐng)域

更具網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)，ZigBee 網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用于家庭自動化、家庭安全、工業(yè)現(xiàn)場控制、環(huán)境控制、醫(yī)療護(hù)理、交通運(yùn)輸?shù)雀鱾�(gè)領(lǐng)域。例如：成都億佰特電子科技有限公司自主研發(fā)的ZigBee模塊E18系列產(chǎn)品，內(nèi)置TI原廠SOC CC2530，出廠自帶ZigBee自組網(wǎng)固件，串口交互接口。

家庭自動化領(lǐng)域

將ZigBee 協(xié)調(diào)器與路由器結(jié)合，充當(dāng)為ZigBee網(wǎng)關(guān)，ZigBee 終端模塊放置于電燈、開關(guān)、電視、窗簾、門禁系統(tǒng)等家用電器設(shè)備中。

ZigBee 開關(guān)隨意用粘貼式開關(guān)盒，可貼于墻壁的適當(dāng)位置，方便安裝。另外，可選擇ZigBee集成遙控器，對所有ZigBee 電燈、窗簾、門窗等設(shè)備進(jìn)行無線遙控，方便快捷。

ZigBee 室外環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)將天氣、光線等信息采集并傳入門窗、燈光的ZigBee終端，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候開關(guān)窗戶，調(diào)節(jié)燈光的強(qiáng)弱亮滅等。

交通運(yùn)輸領(lǐng)域

ZigBee智能交通管理系統(tǒng)由ZigBee終端路燈節(jié)點(diǎn)部分，ZigBee路由器路燈節(jié)點(diǎn)部分，ZigBee協(xié)調(diào)器網(wǎng)關(guān)路燈節(jié)點(diǎn)部分，云服務(wù)器部分四個(gè)部分組成，整個(gè)系統(tǒng)路燈部分采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)搭建，擁有網(wǎng)絡(luò)自愈和自動組網(wǎng)功能。當(dāng)中途有某個(gè)或者某幾個(gè)路燈節(jié)點(diǎn)故障斷網(wǎng)時(shí)候，會重新尋找周邊的可用網(wǎng)絡(luò)，并自動加入到該網(wǎng)絡(luò)，保證了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的健全性和自愈性。服務(wù)器可以對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性起到雙重保障的作用。

ZigBee 在智能照明上一將同一個(gè)管理區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的路燈節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)匯總到協(xié)調(diào)器，再由協(xié)調(diào)器主板上的GPRS模塊上傳到服務(wù)器，由服務(wù)器統(tǒng)一監(jiān)控并管理路燈狀況。