關(guān)于ZigBee網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的詳細(xì)講解

在萬物互聯(lián)-物聯(lián)網(wǎng)的背景下，zigbee網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越加廣泛，zigbee技術(shù)具有強大的組網(wǎng)能力，可以形成星型、樹型和網(wǎng)狀網(wǎng)3種結(jié)構(gòu)，這三種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)各有優(yōu)勢，大家可以根據(jù)實際項目需要來選擇合適的zigbee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。下面億佰特就為大家分享下ZigBee網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)詳解。

zigbee 作為一種短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸速率的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是介于無線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)方案，在傳感器網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，這得益于它強大的組網(wǎng)能力，可以形成星型、樹型和網(wǎng)狀網(wǎng)三種 zigbee 網(wǎng)絡(luò)，可以根據(jù)實際項目需要來選擇合適的 zigbee 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，三種 zigbee 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)各有優(yōu)勢。

星形拓?fù)涫亲詈唵蔚囊环N拓?fù)湫问?，他包含一個 Co-ordinator（協(xié)調(diào)者）節(jié)點和一系列的 End Device（終端）節(jié)點。每一個 End Device 節(jié)點只能和 Co-ordinator 節(jié)點進(jìn)行通訊。如果需要在兩個 End Device 節(jié)點之間進(jìn)行通訊必須通過 Co-ordinator 節(jié)點進(jìn)行信息的轉(zhuǎn)發(fā)。

這種拓?fù)湫问降娜秉c是節(jié)點之間的數(shù)據(jù)路由只有唯一的一個路徑。Co-ordinator（協(xié)調(diào)者）有可能成為整個網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。實現(xiàn)星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳恍枰褂?zigbee 的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，因為本身 IEEE 802.15.4 的協(xié)議層就已經(jīng)實現(xiàn)了星形拓?fù)湫问剑沁@需要開發(fā)者在應(yīng)用層作更多的工作，包括自己處理信息的轉(zhuǎn)發(fā)。

樹形拓?fù)浒ㄒ粋€Co-ordinator（協(xié)調(diào)者）以及一系列的 Router（路由器）和 End Device（終端）節(jié)點。Co-ordinator 連接一系列的 Router 和 End Device， 他的子節(jié)點的 Router 也可以連接一系列的 Router 和 End Device. 這樣可以重復(fù)多個層級。樹形拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)如下圖所示：

需要注意的是：Co-ordinator 和 Router 節(jié)點可以包含自己的子節(jié)點。End Device 不能有自己的子節(jié)點。有同一個父節(jié)點的節(jié)點之間稱為兄弟節(jié)點。有同一個祖父節(jié)點的節(jié)點之間稱為堂兄弟節(jié)點。

樹形拓?fù)渲械耐ㄓ嵰?guī)則：每一個節(jié)點都只能和他的父節(jié)點和子節(jié)點之間通訊。如果需要從一個節(jié)點向另一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，那么信息將沿著樹的路徑向上傳遞到最近的祖先節(jié)點然后再向下傳遞到目標(biāo)節(jié)點。這種拓?fù)浞绞降娜秉c就是信息只有唯一的路由通道。另外信息的路由是由協(xié)議棧層處理的，整個的路由過程對于應(yīng)用層是完全透明的。

Mesh拓?fù)洌ňW(wǎng)狀拓?fù)洌?包含一個 Co-ordinator 和一系列的 Router 和 End Device。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问胶蜆湫瓮負(fù)湎嗤?；請參考上面所提到的樹形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。但是，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚哂懈屿`活的信息路由規(guī)則，在可能的情況下，路由節(jié)點之間可以直接的通訊。這種路由機制使得信息的通訊變得更有效率，而且意味著一旦一個路由路徑出現(xiàn)了問題，信息可以自動的沿著其他的路由路徑進(jìn)行傳輸。網(wǎng)狀拓?fù)涞氖疽鈭D如下所示：

通常在支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)上，網(wǎng)絡(luò)層會提供相應(yīng)的路由探索功能，這一特性使得網(wǎng)絡(luò)層可以找到信息傳輸?shù)淖顑?yōu)化的路徑。需要注意的是，以上所提到的特性都是由網(wǎng)絡(luò)層來實現(xiàn)，應(yīng)用層不需要進(jìn)行任何的參與。MESH 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)具有強大的功能，網(wǎng)絡(luò)可以通過“多級跳”的方式來通信；該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還可以組成極為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)還具備自組織、自愈功能；星型和族樹型網(wǎng)絡(luò)適合點多多點、距離相對較近的應(yīng)用。

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