基于ZigBee的短距離無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

Mesh網(wǎng)可以通過(guò)FFD擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，組成Mesh網(wǎng)與星型網(wǎng)構(gòu)成的混合網(wǎng)(圖2-C)。混合網(wǎng)中，終端節(jié)點(diǎn)采集的信息首先傳到同一子網(wǎng)內(nèi)的協(xié)調(diào)點(diǎn)，再通過(guò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上傳到上一層網(wǎng)絡(luò)的PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)?；旌暇W(wǎng)都適用于覆蓋范圍較大的網(wǎng)絡(luò)。

六、ZigBee組網(wǎng)技術(shù)

ZigBee中，只有PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)可以建立一個(gè)新的ZigBee網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)ZigBeePAN協(xié)調(diào)點(diǎn)希望建立一個(gè)新網(wǎng)絡(luò)時(shí)，首先掃描信道，尋找網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)空閑信道來(lái)建立新的網(wǎng)絡(luò)。如果找到了合適的信道，ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)會(huì)為新網(wǎng)絡(luò)選擇一個(gè)PAN標(biāo)識(shí)符(PAN標(biāo)識(shí)符是用來(lái)標(biāo)識(shí)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的，因此所選的PAN標(biāo)識(shí)符必須在信道中是唯一的)。一旦選定了PAN標(biāo)識(shí)符，就說(shuō)明已經(jīng)建立了網(wǎng)絡(luò)，此后，如果另一個(gè)ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)掃描該信道，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)點(diǎn)就會(huì)響應(yīng)并聲明它的存在。另外，這個(gè)ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)還會(huì)為自己選擇一個(gè)16bit網(wǎng)絡(luò)地址。ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都有一個(gè) 64bitIEEE擴(kuò)展地址和一個(gè)16 bit網(wǎng)絡(luò)地址，其中，16bit的網(wǎng)絡(luò)地址在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中是唯一的，也就是802.15.4中的MAC短地址。

ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)選定了網(wǎng)絡(luò)地址后，就開(kāi)始接受新的節(jié)點(diǎn)加入其網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)希望加入該網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它首先會(huì)通過(guò)信道掃描來(lái)搜索它周?chē)嬖诘木W(wǎng)絡(luò)，如果找到了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它就會(huì)進(jìn)行關(guān)聯(lián)過(guò)程加入網(wǎng)絡(luò)，只有具備路由功能的節(jié)點(diǎn)可以允許別的節(jié)點(diǎn)通過(guò)它關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。如果網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)失去聯(lián)系后想要重新加入網(wǎng)絡(luò)，它可以進(jìn)行孤立通知過(guò)程重新加入網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)具備路由器功能的節(jié)點(diǎn)都維護(hù)一個(gè)路由表和一個(gè)路由發(fā)現(xiàn)表，它可以參與數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)、路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)，以及關(guān)聯(lián)其它節(jié)點(diǎn)來(lái)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。

ZigBee網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可分為三類(lèi)：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(lèi)數(shù)據(jù)的傳輸速率根據(jù)不同的應(yīng)用而確定;間歇性數(shù)據(jù)，例如電燈開(kāi)關(guān)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，這一類(lèi)數(shù)據(jù)的傳輸速率根據(jù)應(yīng)用或者外部激勵(lì)而確定;反復(fù)性的、反應(yīng)時(shí)間低的數(shù)據(jù)，例如無(wú)線(xiàn)鼠標(biāo)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，這一類(lèi)數(shù)據(jù)的傳輸速率是根據(jù)時(shí)隙分配而確定的。為了降低ZigBee節(jié)點(diǎn)的平均功耗，ZigBee節(jié)點(diǎn)有激活和睡眠兩種狀態(tài)，只有當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都處于激活狀態(tài)才能完成數(shù)據(jù)的傳輸。在有信標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)中，ZigBee協(xié)調(diào)點(diǎn)通過(guò)定期地廣播信標(biāo)為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供同步;在無(wú)信標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)中，終端節(jié)點(diǎn)定期睡眠，定期醒來(lái)，除終端節(jié)點(diǎn)以外的節(jié)點(diǎn)要保證始終處于激活狀態(tài)，終端節(jié)點(diǎn)醒來(lái)后會(huì)主動(dòng)詢(xún)問(wèn)它的協(xié)調(diào)點(diǎn)是否有數(shù)據(jù)要發(fā)送給它。在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，協(xié)調(diào)點(diǎn)負(fù)責(zé)緩存要發(fā)送給正在睡眠的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包。

七、結(jié)束語(yǔ)

ZigBee技術(shù)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(shù)優(yōu)勢(shì)，使它必將有著廣闊的應(yīng)用前景。ZigBee聯(lián)盟預(yù)言在未來(lái)的四到五年內(nèi)，每個(gè)家庭將擁有50個(gè)ZigBee器件，最后將達(dá)到每個(gè)家庭150個(gè)。相信在不久的將來(lái)，基于ZigBee技術(shù)的產(chǎn)品會(huì)走進(jìn)全球每家每戶(hù)，在提高我們的生活質(zhì)量方面作出突出的貢獻(xiàn)。