ZigBee如何快速一鍵自組網(wǎng)？

　　ZigBee技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域最常用的無(wú)線技術(shù)，經(jīng)常受限于協(xié)議棧開(kāi)發(fā)難、組網(wǎng)過(guò)于繁瑣等問(wèn)題而難以應(yīng)用，這里將為您介紹ZigBee如何快速一鍵自組網(wǎng)?

　　ZigBee技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域最常用的無(wú)線技術(shù)，目前在智能家居、農(nóng)田智能管理、節(jié)能應(yīng)用等行業(yè)得到大量應(yīng)用。為方便大家利用ZigBee進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，今天對(duì)ZigBee協(xié)議棧及組網(wǎng)相關(guān)知識(shí)做個(gè)分享。

　　圖 1 ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

　　ZigBee協(xié)議?？梢苑譃樗膶?物理層(PHY)、媒體訪問(wèn)控制層(MAC)、網(wǎng)絡(luò)層(NWK)及應(yīng)用層(APL)。如圖2所示，粉色的部分是由IEEE標(biāo)準(zhǔn)中定義的，淺藍(lán)色部分是由ZigBee聯(lián)盟規(guī)定的，黃色部分是由設(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(diào)制、擴(kuò)頻、調(diào)頻等無(wú)線傳輸技術(shù)。

　　MAC層的主要作用規(guī)定了無(wú)線信道的訪問(wèn)控制機(jī)制，也就是規(guī)定各個(gè)設(shè)備按照什么規(guī)矩輪流使用信道;如果沒(méi)有MAC層協(xié)議，節(jié)點(diǎn)一多，沒(méi)有規(guī)矩的收發(fā)機(jī)制，就會(huì)發(fā)生信號(hào)沖突，則無(wú)法正常傳輸數(shù)據(jù)了。

　　ZigBee協(xié)議棧在802.15.4協(xié)議基礎(chǔ)上定義了網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層的主要作用是負(fù)責(zé)設(shè)備的連接和斷開(kāi)、在幀數(shù)據(jù)傳遞時(shí)采用的安全機(jī)制、路由發(fā)現(xiàn)和維護(hù)。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是保障設(shè)備之間的組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸。

　　標(biāo)準(zhǔn)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包括協(xié)調(diào)器、路由器和終端節(jié)點(diǎn)，而建立一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)除了必須要有的協(xié)調(diào)器之外，僅需加上路由器或終端節(jié)點(diǎn)即可。

　　在啟動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)ZigBee Pro網(wǎng)絡(luò)通訊前，如果沒(méi)有建立存儲(chǔ)跳轉(zhuǎn)路徑的路由表，則節(jié)點(diǎn)無(wú)法通信，同樣需要定時(shí)地發(fā)送網(wǎng)絡(luò)報(bào)文檢查節(jié)點(diǎn)是否異常。由此可見(jiàn)，ZigBee Pro不僅啟動(dòng)速度慢，而且定時(shí)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)報(bào)文占用大量的帶寬。

　　圖 3 ZigBee Pro組網(wǎng)圖示

　　若網(wǎng)絡(luò)上的任意節(jié)點(diǎn)都具備對(duì)等的數(shù)據(jù)傳輸功能，且無(wú)須協(xié)調(diào)器管理網(wǎng)絡(luò)，那么網(wǎng)絡(luò)中的任何節(jié)點(diǎn)都可以主動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)，這樣用戶就無(wú)需理會(huì)具體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，顯然使用會(huì)更加方便，且施工人員也無(wú)需了解相關(guān)配置等。

　　基于此，致遠(yuǎn)電子憑借對(duì)無(wú)線技術(shù)的深厚積累以及豐富實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，在ZigBee協(xié)議棧的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了FsatZigBee透明對(duì)等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

　　圖 4 致遠(yuǎn)電子FastZigBee組網(wǎng)圖示

　　其特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)如下：

　　? 啟動(dòng)零延時(shí)：FastZigBee節(jié)點(diǎn)上電無(wú)需組網(wǎng)等待，可直接根據(jù)配置信息數(shù)據(jù)輸出，較小喚醒啟動(dòng)組網(wǎng)時(shí)間和功耗;

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

　　? 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(wú)需二次開(kāi)發(fā)：FastZigBee組網(wǎng)協(xié)議內(nèi)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(wǎng)通信。

　　圖 5 FastZigBee點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及多點(diǎn)通信圖示

　　一般情況下節(jié)點(diǎn)數(shù)量不多時(shí)，我們可以通過(guò)配套配置工具即可快速完成配置投入使用。當(dāng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量到一定的程度是，如果還是一個(gè)一個(gè)節(jié)點(diǎn)去配置，顯然非常麻煩，那么可使用AT命令控制FsatZigBee模塊進(jìn)入自組網(wǎng)模式，快速實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)。

　　圖 6 主機(jī)模塊自組網(wǎng)過(guò)程圖示

　　圖 7 從機(jī)模塊自組網(wǎng)圖示

　　如若后期需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行更新，對(duì)于局域網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)量及布局進(jìn)行更改，亦可通過(guò)命令控制主機(jī)模塊重新獲取網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，從機(jī)模塊退出之前加入的網(wǎng)絡(luò)，再次進(jìn)入自組網(wǎng)快速完成新的網(wǎng)絡(luò)搭建。

　　圖 8 主機(jī)重新獲取網(wǎng)絡(luò)參數(shù)

　　圖 9 從機(jī)模塊退網(wǎng)操作

　　致遠(yuǎn)電子基于NXP JN516X無(wú)線微控制器開(kāi)發(fā)的AW516X系列模塊全線支持自組網(wǎng)功能，AW516X系列產(chǎn)品大幅簡(jiǎn)化無(wú)線產(chǎn)品復(fù)雜的開(kāi)發(fā)過(guò)程，直接提供多路用戶可配置的AD、IO、PWM接口，使產(chǎn)品可以更低成本快速投入市場(chǎng)。

　　圖 10 AW516X系列模塊實(shí)物圖