基于ZigBee的短距離無線通信網(wǎng)絡技術

Mesh網(wǎng)可以通過FFD擴展網(wǎng)絡，組成Mesh網(wǎng)與星型網(wǎng)構成的混合網(wǎng)(圖2-C)?；旌暇W(wǎng)中，終端節(jié)點采集的信息首先傳到同一子網(wǎng)內的協(xié)調點，再通過網(wǎng)關節(jié)點上傳到上一層網(wǎng)絡的PAN協(xié)調點?；旌暇W(wǎng)都適用于覆蓋范圍較大的網(wǎng)絡。

六、ZigBee組網(wǎng)技術

ZigBee中，只有PAN協(xié)調點可以建立一個新的ZigBee網(wǎng)絡。當ZigBeePAN協(xié)調點希望建立一個新網(wǎng)絡時，首先掃描信道，尋找網(wǎng)絡中的一個空閑信道來建立新的網(wǎng)絡。如果找到了合適的信道，ZigBee協(xié)調點會為新網(wǎng)絡選擇一個PAN標識符(PAN標識符是用來標識整個網(wǎng)絡的，因此所選的PAN標識符必須在信道中是唯一的)。一旦選定了PAN標識符，就說明已經建立了網(wǎng)絡，此后，如果另一個ZigBee協(xié)調點掃描該信道，這個網(wǎng)絡的協(xié)調點就會響應并聲明它的存在。另外，這個ZigBee協(xié)調點還會為自己選擇一個16bit網(wǎng)絡地址。ZigBee網(wǎng)絡中的所有節(jié)點都有一個 64bitIEEE擴展地址和一個16 bit網(wǎng)絡地址，其中，16bit的網(wǎng)絡地址在整個網(wǎng)絡中是唯一的，也就是802.15.4中的MAC短地址。

ZigBee協(xié)調點選定了網(wǎng)絡地址后，就開始接受新的節(jié)點加入其網(wǎng)絡。當一個節(jié)點希望加入該網(wǎng)絡時，它首先會通過信道掃描來搜索它周圍存在的網(wǎng)絡，如果找到了一個網(wǎng)絡，它就會進行關聯(lián)過程加入網(wǎng)絡，只有具備路由功能的節(jié)點可以允許別的節(jié)點通過它關聯(lián)網(wǎng)絡。如果網(wǎng)絡中的一個節(jié)點與網(wǎng)絡失去聯(lián)系后想要重新加入網(wǎng)絡，它可以進行孤立通知過程重新加入網(wǎng)絡。網(wǎng)絡中每個具備路由器功能的節(jié)點都維護一個路由表和一個路由發(fā)現(xiàn)表，它可以參與數(shù)據(jù)包的轉發(fā)、路由發(fā)現(xiàn)和路由維護，以及關聯(lián)其它節(jié)點來擴展網(wǎng)絡。

ZigBee網(wǎng)絡中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可分為三類：周期性數(shù)據(jù)，例如傳感器網(wǎng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，這一類數(shù)據(jù)的傳輸速率根據(jù)不同的應用而確定;間歇性數(shù)據(jù)，例如電燈開關傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，這一類數(shù)據(jù)的傳輸速率根據(jù)應用或者外部激勵而確定;反復性的、反應時間低的數(shù)據(jù)，例如無線鼠標傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，這一類數(shù)據(jù)的傳輸速率是根據(jù)時隙分配而確定的。為了降低ZigBee節(jié)點的平均功耗，ZigBee節(jié)點有激活和睡眠兩種狀態(tài)，只有當兩個節(jié)點都處于激活狀態(tài)才能完成數(shù)據(jù)的傳輸。在有信標的網(wǎng)絡中，ZigBee協(xié)調點通過定期地廣播信標為網(wǎng)絡中的節(jié)點提供同步;在無信標的網(wǎng)絡中，終端節(jié)點定期睡眠，定期醒來，除終端節(jié)點以外的節(jié)點要保證始終處于激活狀態(tài)，終端節(jié)點醒來后會主動詢問它的協(xié)調點是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送給它。在ZigBee網(wǎng)絡中，協(xié)調點負責緩存要發(fā)送給正在睡眠的節(jié)點的數(shù)據(jù)包。

七、結束語

ZigBee技術還在不斷完善，它所具有的低功耗、低成本、使用便捷等顯著的技術優(yōu)勢，使它必將有著廣闊的應用前景。ZigBee聯(lián)盟預言在未來的四到五年內，每個家庭將擁有50個ZigBee器件，最后將達到每個家庭150個。相信在不久的將來，基于ZigBee技術的產品會走進全球每家每戶，在提高我們的生活質量方面作出突出的貢獻。