ZigBee如何快速一鍵自組網？

　　ZigBee技術作為物聯網領域最常用的無線技術，經常受限于協(xié)議棧開發(fā)難、組網過于繁瑣等問題而難以應用，這里將為您介紹ZigBee如何快速一鍵自組網?

　　ZigBee技術作為物聯網領域最常用的無線技術，目前在智能家居、農田智能管理、節(jié)能應用等行業(yè)得到大量應用。為方便大家利用ZigBee進行項目開發(fā)，今天對ZigBee協(xié)議棧及組網相關知識做個分享。

　　圖 1 ZigBee無線網絡應用

　　ZigBee協(xié)議?？梢苑譃樗膶?物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、網絡層(NWK)及應用層(APL)。如圖2所示，粉色的部分是由IEEE標準中定義的，淺藍色部分是由ZigBee聯盟規(guī)定的，黃色部分是由設備廠商自行定義。

　　圖 2 ZigBee協(xié)議棧圖示

　　ZigBee協(xié)議棧的物理層及MAC層都是IEEE802.5.14標準中定義的。PHY層(物理層)規(guī)定了所使用的頻段，以及所使用的編碼、調制、擴頻、調頻等無線傳輸技術。

　　MAC層的主要作用規(guī)定了無線信道的訪問控制機制，也就是規(guī)定各個設備按照什么規(guī)矩輪流使用信道;如果沒有MAC層協(xié)議，節(jié)點一多，沒有規(guī)矩的收發(fā)機制，就會發(fā)生信號沖突，則無法正常傳輸數據了。

　　ZigBee協(xié)議棧在802.15.4協(xié)議基礎上定義了網絡層。網絡層的主要作用是負責設備的連接和斷開、在幀數據傳遞時采用的安全機制、路由發(fā)現和維護。簡單說，就是保障設備之間的組網和網絡節(jié)點間的數據傳輸。

　　標準的ZigBee網絡協(xié)議包括協(xié)調器、路由器和終端節(jié)點，而建立一個ZigBee網絡除了必須要有的協(xié)調器之外，僅需加上路由器或終端節(jié)點即可。

　　在啟動標準ZigBee Pro網絡通訊前，如果沒有建立存儲跳轉路徑的路由表，則節(jié)點無法通信，同樣需要定時地發(fā)送網絡報文檢查節(jié)點是否異常。由此可見，ZigBee Pro不僅啟動速度慢，而且定時發(fā)送網絡報文占用大量的帶寬。

　　圖 3 ZigBee Pro組網圖示

　　若網絡上的任意節(jié)點都具備對等的數據傳輸功能，且無須協(xié)調器管理網絡，那么網絡中的任何節(jié)點都可以主動傳輸數據，這樣用戶就無需理會具體的網絡結構，顯然使用會更加方便，且施工人員也無需了解相關配置等。

　　基于此，致遠電子憑借對無線技術的深厚積累以及豐富實戰(zhàn)經驗，在ZigBee協(xié)議棧的基礎上開發(fā)了FsatZigBee透明對等網絡協(xié)議。

　　圖 4 致遠電子FastZigBee組網圖示

　　其特點優(yōu)勢如下：

　　? 啟動零延時：FastZigBee節(jié)點上電無需組網等待，可直接根據配置信息數據輸出，較小喚醒啟動組網時間和功耗;

　　? 節(jié)點容量大：FastZigBee采用16bit短地址管理方式，在輪訊機制下，理論上節(jié)點容量高達65535個;

　　? 完全透明：FastZigBee采用透明傳輸，用戶可隨意創(chuàng)建私有協(xié)議格式，不局限與固定第三方協(xié)議;

　　? 無需二次開發(fā)：FastZigBee組網協(xié)議內嵌模塊中，可使用配套軟件或者AT配置命令配置，方便快速組網通信。

　　圖 5 FastZigBee點對點及多點通信圖示

　　一般情況下節(jié)點數量不多時，我們可以通過配套配置工具即可快速完成配置投入使用。當節(jié)點數量到一定的程度是，如果還是一個一個節(jié)點去配置，顯然非常麻煩，那么可使用AT命令控制FsatZigBee模塊進入自組網模式，快速實現現場動態(tài)組網。

　　圖 6 主機模塊自組網過程圖示

　　圖 7 從機模塊自組網圖示

　　如若后期需要對現場進行更新，對于局域網內節(jié)點數量及布局進行更改，亦可通過命令控制主機模塊重新獲取網絡參數，從機模塊退出之前加入的網絡，再次進入自組網快速完成新的網絡搭建。

　　圖 8 主機重新獲取網絡參數

　　圖 9 從機模塊退網操作

　　致遠電子基于NXP JN516X無線微控制器開發(fā)的AW516X系列模塊全線支持自組網功能，AW516X系列產品大幅簡化無線產品復雜的開發(fā)過程，直接提供多路用戶可配置的AD、IO、PWM接口，使產品可以更低成本快速投入市場。

　　圖 10 AW516X系列模塊實物圖