ZigBee無線網(wǎng)絡設計(06-100)

　　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(diào)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(diào)器，連接協(xié)調(diào)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(diào)器，ZigBee路由器和ZigBee端點設備。協(xié)調(diào)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。路由器參與網(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?？煞譃?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(diào)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(diào)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IEEE 802.15.4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64KB ROM和96KB RAM。微控制器是個高集成度器件，內(nèi)部RAM支持協(xié)調(diào)器和路由器功能而無需外部SRAM。它還內(nèi)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(見圖2)