基于ZigBee的WPAN網(wǎng)絡(luò)配置應(yīng)用

ZigBee是一種新興的短距離、低速率、低成本、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它采用直接序列擴(kuò)頻（DSSS）技術(shù)，工作頻率為868MHz、915MHz或2.4GHz，都是無須申請執(zhí)照的頻率。基于ZigBee技術(shù)配置無線個域網(wǎng)絡(luò)是近年來近距離無線通信技術(shù)的一種新發(fā)展，在工業(yè)自動化領(lǐng)域以及智能家居領(lǐng)域獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。

ZigBee網(wǎng)絡(luò)配置
1 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成

ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、全功能設(shè)備和精簡功能設(shè)備3類。

① 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器
包含所有的網(wǎng)絡(luò)消息，是3種設(shè)備類型中最復(fù)雜的一種，存儲容量最大、計(jì)算能力最強(qiáng)。功能是發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)、建立一個網(wǎng)絡(luò)、管理網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、存儲網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信息、尋找一對節(jié)點(diǎn)間的路由消息、不斷地接收信息。

② 全功能設(shè)備
全功能設(shè)備（Full-Function Device，F(xiàn)FD）可以擔(dān)任網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)者，形成網(wǎng)絡(luò)，讓其他的FFD或精簡功能裝置（RFD）聯(lián)結(jié)。FFD具備控制器的功能，可提供信息雙向傳輸。其設(shè)備特性如下。

● 附帶由標(biāo)準(zhǔn)指定的全部IEEE 802.15.4功能和所有特征；
● 更強(qiáng)的存儲能力和計(jì)算能力可使其在空閑時起網(wǎng)絡(luò)路由器作用；
● 也能用作終端設(shè)備。

③ 精簡功能設(shè)備
精簡功能設(shè)備（Reduced-Function Device，RFD）只能傳送信息給FFD或從FFD接收信息，其設(shè)備特性如下。

● 附帶有限的功能來控制成本和復(fù)雜性；
● 在網(wǎng)絡(luò)中通常用作終端設(shè)備；
● RFD由于省掉了內(nèi)存和其他電路，降低了ZigBee部件的成本，而簡單的8位處理器和小協(xié)議棧也有助于降低成本。

2 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)類型
從網(wǎng)絡(luò)配置上，ZigBee網(wǎng)絡(luò)中有3種類型的節(jié)點(diǎn)：ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)、ZigBee路由節(jié)點(diǎn)和ZigBee終端節(jié)點(diǎn)。

① ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)
ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)在IEEE 802.15.4中也稱為PAN（Personal Area Network）協(xié)調(diào)點(diǎn)（ZigBee Coordinator，ZC），在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中可以作為匯聚節(jié)點(diǎn)。ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)必須是FFD，一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)只有一個ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)，它往往比網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)的功能更強(qiáng)大，是整個網(wǎng)絡(luò)的主控節(jié)點(diǎn)。它負(fù)責(zé)發(fā)起建立新的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)定網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、管理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)以及存儲網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)信息等，網(wǎng)絡(luò)形成后也可以執(zhí)行路由器的功能。ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)是3種類型ZigBee節(jié)點(diǎn)最為復(fù)雜的一種，一般由交流電源持續(xù)供電。

② ZigBee路由節(jié)點(diǎn)
ZigBee路由節(jié)點(diǎn)（ZigBee Router，ZR）也必須是FFD。ZigBee路由節(jié)點(diǎn)可以參與路由發(fā)現(xiàn)、消息轉(zhuǎn)發(fā)，通過連接別的節(jié)點(diǎn)來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍等。此外，ZigBee路由節(jié)點(diǎn)還可以在它的個人操作空間（POS，Personal Operating Space）中充當(dāng)普通協(xié)調(diào)點(diǎn)（IEEE 802.15.4稱為協(xié)調(diào)點(diǎn)）。普通協(xié)調(diào)點(diǎn)與ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)不同，它仍然受ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)的控制。

③ ZigBee終端節(jié)點(diǎn)
ZigBee終端節(jié)點(diǎn)（ZigBee EndDevice，ZE）可以是FFD或者RFD，它通過ZigBee協(xié)凋點(diǎn)或者ZigBee路由節(jié)點(diǎn)連接到網(wǎng)絡(luò)，但不允許其他任何節(jié)點(diǎn)通過它加入網(wǎng)絡(luò)，ZigBee終端節(jié)點(diǎn)能夠以非常低的功率運(yùn)行。