Zigbee框架體系結(jié)構(gòu)及組網(wǎng)技術(shù)的研究

　?、蹜?yīng)用程序接口

　　應(yīng)用程序接口(Application Interface，API)負(fù)責(zé)向用戶(hù)提供簡(jiǎn)單的應(yīng)用軟件接口，包括應(yīng)用子層支持(Application Sub-layger Suppo rt，APS)和Zigbee設(shè)備對(duì)象(Zigbee Device Object，ZDO)等，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層對(duì)設(shè)備的管理。

　　應(yīng)用于層支持(Application Sub-layger Support，APS)提供網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層之間的鏈接界面，維持兩個(gè)層面之間的鏈接表，并在鏈接之間傳遞信息，并維持建立著一個(gè)ASP資訊庫(kù)。

　　Zigbee設(shè)備對(duì)象(Zigbee Device Object，ZDO)的功能包括起始應(yīng)用支持層次，網(wǎng)絡(luò)層以及安全服務(wù)等，并負(fù)責(zé)建立上層應(yīng)用所需要的各種資訊，發(fā)出或回應(yīng)上次應(yīng)用的鏈接要求，發(fā)現(xiàn)同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的裝置與應(yīng)用服務(wù)、以及為網(wǎng)絡(luò)裝置之間建立安全關(guān)系等。

　　2 Zigbee的組網(wǎng)研究

　　Zigbee的組網(wǎng)一般來(lái)說(shuō)就是指以Zigbee為主要無(wú)線(xiàn)傳播技術(shù)的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)搭建。在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)的搭建過(guò)程中，一般需要無(wú)線(xiàn)信息的接收和發(fā)射裝置，信息的調(diào)制解調(diào)裝置等。

　　針對(duì)Zigbee的網(wǎng)絡(luò)組建，Zigbee定義了2種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：全功能設(shè)FFD(Full Functional Device，F(xiàn)FD)和精簡(jiǎn)功能設(shè)備RFD(Reduced Funct ion Device，RFD)。其中全功能設(shè)備FFD具有框架結(jié)構(gòu)中MAC層的全部的網(wǎng)絡(luò)功能，即可以用作信息的發(fā)射和接受裝置，也可以用作信息的調(diào)制解調(diào)裝置;而精簡(jiǎn)功能設(shè)備RFD只提供了MAC的部分功能，即只能進(jìn)行信息的發(fā)射和接受，不能進(jìn)行信息調(diào)制解調(diào)。與功能相對(duì)應(yīng)的，全功能設(shè)備FFD在網(wǎng)絡(luò)鏈接中可以處于任何位置。

　　針對(duì)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的鏈接方式，Zigbee定義了Zigbee網(wǎng)絡(luò)的三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由全功能設(shè)備FFD和精簡(jiǎn)功能設(shè)備RFD的設(shè)備功能不難發(fā)現(xiàn)，鏈接兩個(gè)或兩個(gè)以上節(jié)點(diǎn)的只能使用全功能設(shè)備FFD。所以大部分Zigbee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表示如圖5所示。

　　其中：鏈接兩個(gè)或兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)必須為網(wǎng)絡(luò)鏈接設(shè)備，可以是網(wǎng)絡(luò)交換姐、網(wǎng)橋、集線(xiàn)器等，主要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)搜索和鏈接功能，在Zigbee網(wǎng)絡(luò)中可以使用全功能設(shè)備FFD，支持任何一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以作為網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點(diǎn)，也可以作為普通節(jié)點(diǎn)，并且可以和任何一種設(shè)備進(jìn)行通信。只鏈接一個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)為網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)，只能使用精簡(jiǎn)功能設(shè)備RFD，只支持星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，作為網(wǎng)絡(luò)終端使用?？梢院椭行墓?jié)點(diǎn)和其他幾點(diǎn)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息收發(fā)功能。

　　3 結(jié)論

　　基于Zigbee網(wǎng)絡(luò)的低功耗、低成本、低報(bào)文吞吐率，高的網(wǎng)絡(luò)自組織、自愈能力強(qiáng)的特點(diǎn)。另外，Zigbee耗電量少，不需要頻繁更換電池，非常適合應(yīng)用與沒(méi)有電源支持的系統(tǒng)和便攜式系統(tǒng)中，因此在傳感器網(wǎng)絡(luò)中必將獲得的廣泛的應(yīng)用。

　　1)智能家居系統(tǒng)和樓宇自動(dòng)化。主要包括家庭無(wú)人值守系統(tǒng)，自動(dòng)感應(yīng)家庭安全，放火防盜，家庭自動(dòng)照明、感應(yīng)系統(tǒng)等。

　　2)保健護(hù)理系統(tǒng)。在病人的服裝里潛入Zigbee系統(tǒng)模塊，自動(dòng)檢測(cè)采集病人的血壓、心跳、體溫等。做到的病人的醫(yī)療情況可以進(jìn)行24監(jiān)控，確保醫(yī)生隨時(shí)掌握病人情況。

　　3)工業(yè)檢測(cè)系統(tǒng)。利用Zigbee和傳感系統(tǒng)可自動(dòng)收集、分析工業(yè)數(shù)據(jù)，檢測(cè)危險(xiǎn)信號(hào)，做事故的早期預(yù)報(bào)、高速運(yùn)行系統(tǒng)的檢測(cè)與維修。

　　4)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)自動(dòng)管理系統(tǒng)。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，自動(dòng)管理成為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的一個(gè)重要組成。利用Zigbee的大容量信息檢測(cè)功能，自動(dòng)采集土壤濕度、空氣質(zhì)量、溫度、氣壓等信息，經(jīng)無(wú)線(xiàn)傳輸至中央處理，根據(jù)預(yù)設(shè)信息，提早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，或者對(duì)信息進(jìn)行處理，自動(dòng)啟動(dòng)升溫、降水、光照系統(tǒng)等。