網(wǎng)絡結構

　　ZigBee網(wǎng)絡有三種拓撲形式：星形、簇樹形和網(wǎng)形。消息從一個節(jié)點如何路由至另一個節(jié)點完全取決于網(wǎng)絡拓撲。星形網(wǎng)絡有一個中心節(jié)點，所有消息都經(jīng)它傳輸。簇樹形網(wǎng)絡有一個頂端節(jié)點，下面有枝有葉，消息先上行再下傳。網(wǎng)形網(wǎng)絡與簇樹形相似，但它的某些枝、葉可直接鏈接。

　　網(wǎng)絡的基本單元是節(jié)點，單一網(wǎng)絡最多可設65535個節(jié)點。按功能區(qū)分，有簡化功能設備(RFD)和全功能設備(FFD)。前者按最少RAM和ROM 資源實現(xiàn)的，設計成網(wǎng)絡中簡單的收/發(fā)節(jié)點。它能搜索現(xiàn)成網(wǎng)絡，必要時傳輸應用數(shù)據(jù)，向網(wǎng)絡協(xié)調器請求數(shù)據(jù)，多數(shù)時間處于休眠狀態(tài)以節(jié)省電池功耗。后者可用作網(wǎng)絡協(xié)調器，連接協(xié)調器或另一個通信設備。它還能發(fā)現(xiàn)其它RFD和FFD建立通信聯(lián)系。

　　在具體網(wǎng)絡中，邏輯設備類型是ZigBee協(xié)調器，ZigBee路由器和ZigBee端點設備。協(xié)調器啟動網(wǎng)絡、管理網(wǎng)絡節(jié)點、存儲網(wǎng)絡節(jié)點信息。它還能提供路由消息、安全管理和其它服務。路由器與網(wǎng)絡中成對節(jié)點的消息路由，可讓子節(jié)點與它連接。終端節(jié)點不能傳輸消息，也不能連接其它子節(jié)點，它的主要任務是發(fā)送與接收消息。

　　ZigBee自形成和自愈網(wǎng)絡結構允許數(shù)據(jù)和控制消息通過多條路徑傳輸，這一特性擴展了網(wǎng)絡的范圍并提高了數(shù)據(jù)的可靠性。網(wǎng)絡的對等功能可用于構建大型的，地域分散的網(wǎng)絡，將小型網(wǎng)絡連接在一起形成簇樹網(wǎng)絡。

　　應用數(shù)據(jù)類型

　　ZigBee網(wǎng)絡應用廣泛，應用不同，其獲得的數(shù)據(jù)類型也不同，通常可分為3類：

　　周期性數(shù)據(jù)。無線傳感器和儀表應用定義的數(shù)據(jù)。這類數(shù)據(jù)由信標系統(tǒng)處理的，ZigBee的MAC具有用于時間同步的帶信標超幀結構，在規(guī)定時間喚醒傳感器，檢測信標，交換數(shù)據(jù)，然后再次進入休眠狀態(tài)。

　　間歇性數(shù)據(jù)。無線照明控制或外部激勵應用數(shù)據(jù)。在無信標或斷開連接系統(tǒng)中處理數(shù)據(jù)，設備僅在需要通信時接入網(wǎng)絡。

　　重復的低等待時間數(shù)據(jù)。保安系統(tǒng)中采用時隙分配的應用數(shù)據(jù)。這些應用使用有保證的時隙(GTS)功能。局域網(wǎng)協(xié)調器為每個設備定義了一段專用時間，實現(xiàn)無爭用、無等待的數(shù)據(jù)傳輸。

　　應用實例

　　在一個典型的家庭網(wǎng)絡環(huán)境中，協(xié)調器通過開關(終端設備)對照明或家用電器(路由器)進行控制。以簡單的照明控制為例，需要3塊電路板。電路的核心是單片IEEE802.15.4無線控制芯片，它整合了32位RISC芯核和標準的2.4GHz收發(fā)器功能，還集成了64KBROM和96KBRAM。微控制器是個高集成度器件，內部RAM支持協(xié)調器和路由器功能而無需外部SRAM。它還內置集成化硬件MAC和休眠振蕩器和節(jié)能器件。構成完整的網(wǎng)絡節(jié)點還需附加的晶振、閃存、去耦元件和印制天線。

　　上面已提及，PHY功能和軟件MAC集成在無線控制芯片上，而軟件MAC和應用層則在外部控制器執(zhí)行。此外，構建網(wǎng)絡應用產品還要提供一套庫功能，包括設備驅動器和典型的傳感器與控制驅動器。

　　本文描述的無線照明控制應用執(zhí)行ZigBee家庭控制照明(HCL)配置文件。協(xié)調器自動地執(zhí)行協(xié)議棧軟件，完成各種動作，如允許設備加入到網(wǎng)絡、分配地址，將端點捆綁到其它節(jié)點，傳送數(shù)據(jù)。這些操作對用戶是透明的，以盡可能地簡化應用程序。開關傳感器扳用作網(wǎng)絡終端設備，照明燈傳感器板是路由器，其軟件搜尋網(wǎng)絡、請求加入網(wǎng)絡，然后再發(fā)送請求將它們捆綁在一起。

　　本應用使用簡單的捆綁技術，當協(xié)調器收到2個終端設備捆綁請求后，立即進行配比，如果配比成功，就將它們加入捆綁表中。配比是在相同的輸入和輸出聚類表的端點間進行的。一旦一對端點捆綁后，就可以從任意一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)包自動地發(fā)送至協(xié)調器，經(jīng)查找捆綁表找到目的地后，將數(shù)據(jù)中繼至該地址。