ZigBee - ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在小區(qū)路燈照明系統(tǒng)的應(yīng)用

　　3.2. ZigBee設(shè)備類型

　　ZigBee網(wǎng)絡(luò)包含2種功能類型設(shè)備，3種節(jié)點(diǎn)類型。功能類型有：全功能設(shè)備FFD （Full Function Device）和精簡(jiǎn)功能設(shè)備RFD （Reduced Function Device）。顧名思義，全功能設(shè)備具有完整的協(xié)議功能，而精簡(jiǎn)功能設(shè)備目的是為了實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的協(xié)議即可。3種節(jié)點(diǎn)類型：協(xié)調(diào)器（ZC）、路由器（ZR）與終端設(shè)備（ZE）。全功能設(shè)備可以作為協(xié)調(diào)器、路由或者終端設(shè)備，精簡(jiǎn)設(shè)備只能作為終端設(shè)備使用。全功能設(shè)備可以與任何設(shè)備通信，而精簡(jiǎn)功能設(shè)備只能與全功能設(shè)備通信，不能與精簡(jiǎn)功能設(shè)備互通。它們共同構(gòu)成ZigBee網(wǎng)絡(luò)，如圖2是ZigBee的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

　　協(xié)調(diào)器的作用是啟動(dòng)與控制網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的信息。它也是網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)設(shè)備。協(xié)調(diào)器選擇一個(gè)信道和一個(gè)網(wǎng)絡(luò)ID （也稱之為PAN ID，即Personal Area Network ID），隨后啟動(dòng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。如果網(wǎng)絡(luò)需要加密，密匙可存放在協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器的角色主要涉及網(wǎng)絡(luò)的啟動(dòng)和配置，一旦這些都完成后，協(xié)調(diào)器的工作就像一個(gè)路由器。

　　路由器的作用是擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋面，在障礙周圍動(dòng)態(tài)路由，并提供備份路由以防止網(wǎng)絡(luò)擁擠和設(shè)備失敗，它們可以聯(lián)系到協(xié)調(diào)器與其他路由。

　　終端設(shè)備的作用是發(fā)送或接受一個(gè)信息，但是不能執(zhí)行任何路由操作，它們必須連接到協(xié)調(diào)器或路由器，終端設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)的最終端，因此不支持子設(shè)備。

　　3.3. ZigBee網(wǎng)絡(luò)

　　ZigBee有3種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及2種工作模式。3種網(wǎng)絡(luò)包括有：星形網(wǎng)絡(luò)（Star network）、樹狀網(wǎng)絡(luò)（Cluster tree network）和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)（Mesh network），拓?fù)淙鐖D3所示。

　　星形網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)協(xié)調(diào)器與多個(gè)終端設(shè)備組成，協(xié)調(diào)器位于網(wǎng)絡(luò)中心，負(fù)責(zé)發(fā)起建立和維護(hù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。

　　圖2. ZigBee網(wǎng)絡(luò)的三種設(shè)備類型

　　圖3. ZigBee的三種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

　　星形網(wǎng)絡(luò)的控制與同步比較簡(jiǎn)單。

　　樹狀網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)協(xié)調(diào)器與一個(gè)或者多個(gè)星形網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。很明顯，樹狀網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇臻g很大，但是空間的增大使得信號(hào)的傳輸延時(shí)會(huì)增加。

　　網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)由若干個(gè)FFD構(gòu)成骨干網(wǎng)，它們之間是對(duì)等關(guān)系，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以與其他節(jié)點(diǎn)對(duì)等通信。網(wǎng)絡(luò)中所有具有路由功能的節(jié)點(diǎn)可以直接互聯(lián)，但它們中有一個(gè)會(huì)被推薦為協(xié)調(diào)器。實(shí)際上網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是基于樹狀網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，由路由器的路由表配合實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是具有自恢復(fù)能力，數(shù)據(jù)路徑有多條選擇，當(dāng)某條路徑故障，可以選擇其他路徑，因此它具有非常高的可靠性，但是樹狀網(wǎng)絡(luò)需要更多的存儲(chǔ)空間。

　　ZigBee有兩種工作模式：信標(biāo)（beacon）模式與非信標(biāo)模式。信標(biāo)模式規(guī)定了一種“超幀”的格式，在超幀的開始發(fā)送信標(biāo)幀，各節(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)競(jìng)爭(zhēng)方式、非競(jìng)爭(zhēng)方式接入、非活躍時(shí)期與休眠狀態(tài)幾個(gè)時(shí)期，結(jié)束后等待下一個(gè)超幀周期的開始又發(fā)送信標(biāo)幀。非信標(biāo)模式則比較靈活，節(jié)點(diǎn)均以競(jìng)爭(zhēng)方式接入信道，不需要周期性的發(fā)送信標(biāo)幀。顯然，信標(biāo)方式同步性能好，但這種同步網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模不能很大。