ZigBee組網(wǎng)
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zigbee組網(wǎng)
(ZZ:)
ZigBee網(wǎng)絡(luò)配置
低數(shù)據(jù)速率的WPAN中包括兩種無(wú)線(xiàn)設(shè)備:全功能設(shè)備(FFD)和精簡(jiǎn)功能設(shè)備(RFD)。其中,F(xiàn)FD可以和FFD、RFD通信,而RFD只能和FFD通信,RFD之間是無(wú)法通信的。RFD的應(yīng)用相對(duì)簡(jiǎn)單,例如在傳感器網(wǎng)絡(luò)中,它們只負(fù)責(zé)將采集的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給它的協(xié)調(diào)點(diǎn),并不具備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、路由發(fā)現(xiàn)和路由維護(hù)等功能。RFD占用資源少,需要的存儲(chǔ)容量也小,成本比較低。
在一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中,至少存在一個(gè)FFD充當(dāng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器,即PAN協(xié)調(diào)器,ZigBee中也稱(chēng)作ZigBee協(xié)調(diào)器。一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)PAN協(xié)調(diào)器。通常,PAN協(xié)調(diào)器是一個(gè)特殊的FFD,它具有較強(qiáng)大的功能,,是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主要控制者,它負(fù)責(zé)建立新的網(wǎng)絡(luò)、發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)、管理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)以及存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)信息等。FFD和RFD都可以作為終端節(jié)點(diǎn)加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)。此外,普通FFD也可以在它的個(gè)人操作空間(POS)中充當(dāng)協(xié)調(diào)器(路由),但它仍然受PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)的控制。ZigBee中每個(gè)協(xié)調(diào)點(diǎn)最多可連接255個(gè)節(jié)點(diǎn),一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)最多可容納65535個(gè)節(jié)點(diǎn)。
ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有三種,星型網(wǎng)、網(wǎng)狀(mesh)網(wǎng)和混合網(wǎng)。
星型網(wǎng)是由一個(gè)PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)和一個(gè)或多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)組成的。PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)必須是FFD,它負(fù)責(zé)發(fā)起建立和管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò),其它的節(jié)點(diǎn)(終端節(jié)點(diǎn))一般為RFD,分布在PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)的覆蓋范圍內(nèi),直接與PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)進(jìn)行通信。星型網(wǎng)通常用于節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少的場(chǎng)合。
Mesh網(wǎng)一般是由若干個(gè)FFD連接在一起形成,它們之間是完全的對(duì)等通信,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以與它的無(wú)線(xiàn)通信范圍內(nèi)的其它節(jié)點(diǎn)通信。Mesh網(wǎng)中,一般將發(fā)起建立網(wǎng)絡(luò)的FFD節(jié)點(diǎn)作為PAN協(xié)調(diào)點(diǎn)。Mesh網(wǎng)是一種高可靠性網(wǎng)絡(luò),具有“自恢復(fù)”能力,它可為傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包提供多條路徑,一旦一條路徑出現(xiàn)故障,則存在另一條或多條路徑可供選擇。
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);旌暇W(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)。
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)64bit IEEE擴(kuò)展地址和一個(gè)16bit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)。
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