ZigBee網絡角色 拓撲結構 無線模塊組網典型應用

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通信技術。

02 網絡特點

ZigBee 網絡有如下特點：低功耗，自組網，多跳路由，高安全，抗干擾能力強

03 ZigBee 網絡角色

協(xié)調器

ZigBee 協(xié)調器（英文名：ZigBeeCoordinate ，通常簡寫為：ZC）。協(xié)調器在ZigBee網絡中，有且只能有一個協(xié)調器，它在網絡中起了網絡搭建和網絡維護的功能。是整個網絡的中心樞紐。是等級最高的父節(jié)點。

路由器

ZigBee 路由器（英文名：ZigBeeRouter，通常簡寫為：ZR），路由器在ZigBee 網絡中既可以充當父節(jié)點，也可以充當子節(jié)點，有信息轉發(fā)和輔助協(xié)調器維護網絡的功能。

終端

ZigBee 終端（英文名：ZigBeeEnd-Device，通常簡寫為：ZED），終端在ZigBee網絡中，其功能最為簡單，只能加入網絡，為最末端的子節(jié)點設備。只能與其父節(jié)點進行通信，如果兩個終端之間需要通信，必須經過父節(jié)點進行多跳或者單跳通信。是ZigBee 網絡中可允許存在的數(shù)量最多的節(jié)點，也是唯一允許低功耗的網絡設備。

04 ZigBee 拓撲結構

ZigBee 根據網絡結構可分為三種，即：星狀網絡、樹狀網絡和網狀網絡。

星狀網絡

ZigBee星狀網絡在ZigBee 網絡中屬于一種最為簡單的網絡拓撲結構。包含一個協(xié)調器（中心節(jié)點）和若干個路由器和終端（附屬節(jié)點）組成。該結構如下圖所示：

該結構網絡中，每個附屬節(jié)點只能與中心節(jié)點通信，如果需要兩個附屬節(jié)點之間通信，必須經過中心節(jié)點進行數(shù)據轉發(fā)。

樹狀網絡

ZigBee樹狀網絡包含一個協(xié)調器，若干個路由器和終端組成。其網絡拓撲結構如下圖所示：

ZigBee 樹狀網絡可以看做多個星狀網絡組成，每個樹杈分支處（帶節(jié)點的路由器）可看做組成星狀網絡的“中心節(jié)點”，每個字設備只能與其父節(jié)點通信，最高級的父節(jié)點為協(xié)調器。

在樹狀網絡中，協(xié)調器將整個網絡搭建起來，路由器作為承接點，將網絡以樹狀向外擴散。節(jié)點與節(jié)點之間通過中間的路由器形成“多跳通信”。與星狀網絡相比，樹狀網絡在容量以及健壯性上有了大幅度提高。

網狀網絡

ZigBee網狀網絡是建立在ZigBee樹狀網絡結構上，其拓撲結構如下圖所示：

ZigBee 網狀網絡中，除了滿足ZigBee樹狀網絡的所有功能之外，其相鄰路由器之間也存在通信關系，使得網絡的動態(tài)分布更為靈活，路由能力更加穩(wěn)定，可靠?？沙浞职l(fā)揮出ZigBee 網絡的自組織優(yōu)勢。

05 ZigBee 典型應用領域

更具網絡的特點和結構，ZigBee 網絡被廣泛應用于家庭自動化、家庭安全、工業(yè)現(xiàn)場控制、環(huán)境控制、醫(yī)療護理、交通運輸?shù)雀鱾€領域。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系列產品，內置TI原廠SOC CC2530，出廠自帶ZigBee自組網固件，串****互接口。

家庭自動化領域

將ZigBee 協(xié)調器與路由器結合，充當為ZigBee網關，ZigBee 終端模塊放置于電燈、開關、電視、窗簾、門禁系統(tǒng)等家用電器設備中。

ZigBee 開關隨意用粘貼式開關盒，可貼于墻壁的適當位置，方便安裝。另外，可選擇ZigBee集成遙控器，對所有ZigBee 電燈、窗簾、門窗等設備進行無線遙控，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?shù)臅r候開關窗戶，調節(jié)燈光的強弱亮滅等。

交通運輸領域

ZigBee智能交通管理系統(tǒng)由ZigBee終端路燈節(jié)點部分，ZigBee路由器路燈節(jié)點部分，ZigBee協(xié)調器網關路燈節(jié)點部分，云服務器部分四個部分組成，整個系統(tǒng)路燈部分采用ZigBee網絡搭建，擁有網絡自愈和自動組網功能。當中途有某個或者某幾個路燈節(jié)點故障斷網時候，會重新尋找周邊的可用網絡，并自動加入到該網絡，保證了整個網絡的健全性和自愈性。服務器可以對整個網絡進行實時監(jiān)控，對整個系統(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管理區(qū)域網絡中的路燈節(jié)點數(shù)據匯總到協(xié)調器，再由協(xié)調器主板上的GPRS模塊上傳到服務器，由服務器統(tǒng)一監(jiān)控并管理路燈狀況。