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ZigBee是无线通信中最重要的无线协议之一,在各种物联网通信领域中得到了广泛应用。ZigBee技术在物联网应用中的成功,与其强大的组网功能密不可分。本期文章和你一起了解ZigBee的组网类型。
ZigBee网络设备类型
ZigBee为了充分利用硬件资源避免硬件资源的浪费,同时兼顾低功耗、低成本的硬件考虑,定义了两种设备类型,它们分别是全功能设备和精简功能设备。
全功能设备(Full-Function-Device):具有数据发送、接收和转发的能力。能建立新的网络,也能进行路由发现和维护等功能,提供全部的IEEE 802.15.04 MAC服务。精简功能设备(Reduced-Function-Device):占用资源少,存储容量小,成本低。只具有数据发送、接收的能力,提供部分的IEEE 802.15.04 MAC服务。ZigBee网络设备角色
定义了设备类型,接着就要让设备在一个网络中担任不同的角色。在ZigBee网络中,有三种设备角色:协调器,路由器、终端。三种设备角色有以下特点:
协调器(Co-Ordinator):ZigBee协调器是整个网络的信息集合点和核心节点。它负责网络的构建、维护和管理。协调器通常为ZigBee的网关,负责与Wi-Fi等其他协议的转换,同时具有路由器的所有功能。路由器(Router):路由器能进行数据的收发,并负责数据的路径搜索和维持,使路由器或终端设备能加入到网络中,通常作为协调器与终端设备的中继节点使用。终端设备(End Device):终端设备能进行数据的收发,但不能进行数据的路由。终端设备只能挂载到协调器或者路由器节点。通常为低功耗设备,如挂载各类传感器、继电器、开关等。星型组网
星型网络是最常见的网络结构。星型网络中一般包括协调器和终端两种设备,协调器作为中央节点,所有终端节点的信息都直接发送给中央节点,形成星型结构。这种组网结构最大的特点是简单易用,由于所有节点均要连接在中央节点下,支持的节点数量较少,网络规模较小。
图1星型组网
ZLG致远电子推出的FastZigBee协议使用了星型组网结构,与传统星型网络不同的是,FastZigBee没有协调器(中央节点由某个终端设备担任),所有设备均为终端节点,采用点对点的通信方式,节点与节点间可以互相通信。
Mesh组网
Mesh网络一般由协调器、路由和终端组成。其中协调器是必须的,它用于网络的组建和维护。而路由可以进行数据转发,规划信息路径,让通信路径更加灵活的同时,增大网络规模。在Mesh网络中,终端信息可以经过多级路由跳转,最终到达目标节点。信息传递的路径也不是唯一的,各级路由会根据网络环境,选择最合适的传递路径,网络可靠性和灵活性更高。相较于星型网络,Mesh网络的网络规模更大,支持的网络节点数量更多,且由于多级路由的使用,组网距离也大大增加。
图2Mesh组网
ZLG致远电子推出的ZLG Mesh协议使用了Mesh组网结构,该协议具有以下功能特点:
快速添加路由,智能路由算法,快速恢复通信;实现自动维护路径,不需要手动配置路由器;支持多级跳转,最高15级路由。需要注意的是,FastZigBee与ZLG Mesh属于两种不同的通信协议,两者不能互相通信。