Zigbee协议的网络模型和节点类型

　　Zigbee节点是指具有Zigbee通讯能力的设备或设备集合，通过这些设备可以组成Zigbee网络。在Zigbee网络中，有三种不同类型的节点：协调器（Coordinator）、路由器（Router）、终端设备（End Device），它们分别担任不同的角色，协同工作，以实现Zigbee通讯的功能。协调器是网络的根节点，控制网络的创建和关闭，路由器和终端设备配合完成网络中数据交换和路由。终端设备常常被用于传感器和执行器等功能上，而路由器则常被用于数据的中转和转发以及网络扩展。Zigbee节点具有低功耗、低速率、低成本和高可靠性等特点，因此广泛用于家庭和工业自动化、智能家居、环境监测等领域。

　　Zigbee协议的网络模型主要是基于OSI参考模型设计而成的，它将网络分为物理层、数据链路层、网络层、应用层。其节点类型包括协调器、路由器和终端设备。

　　物理层：Zigbee协议的物理层采用IEEE 802.15.4无线网络技术。其中定义了低速、低功耗、低数据速率的网络通讯。

　　数据链路层：该层提供了对物理层的访问和数据包拼接功能。在数据链路层中，采用了帧格式（frame format）、MAC地址（media access control address）和确认（acknowledgment）等技术。

　　网络层：采用层次路由技术，由协调器、路由器和终端设备构成多层网络，确保数据在网络中的高效传输。网络层包括路由发现、路由选择、路由置换和路由修复等技术。

　　应用层：Zigbee协议的应用层可以为各种应用提供多种服务。Zigbee应用框架主要包括应用子层、设备描述子层和簇库层等。不同的应用可以使用不同的簇来进行通讯。

　　节点类型：

　　Zigbee协调器（Coordinator）：是一个Zigbee网络的主节点，用来创建、管理和协调Zigbee网络。每个Zigbee网络只有一个协调器。协调器负责协调网络的配置和管理，控制网络中的通信，还可以与其他协调器协调网络的互联。

　　Zigbee路由器（Router）：路由器是Zigbee网络中的中间节点，具有路由功能，可以帮助节点之间进行消息转发，保证数据的可靠传输。与协调器相比，路由器可以与其他路由器相连，增强了网络传输的容错能力和扩展性。

　　Zigbee终端设备（End Device）：是Zigbee网络中的最末端节点，能够收集和发送数据，但不能帮助中继数据。与路由器和协调器相比，终端设备的电池寿命更长，数据传输的带宽更小，更适合于移动智能设备应用中。善于利用低功耗睡眠功能，以延长设备使用时间，因此广泛应用在物联网应用部署方案中。

　　在Zigbee网络中，节点与网关之间的数据交互主要通过以下步骤实现：

　　Zigbee节点通过Zigbee协议进行数据通讯，将数据传输到网络中的路由器节点。

　　路由器节点将数据继续向更深层次的路由器节点或者协调器节点转发，直到数据传输到目标节点或者拥有外部通讯（如Wi-Fi、蓝牙）功能的 Zigbee 网关。

　　如果目标节点是连接到 Zigbee 网关的外部设备，则网关将转换或者解码这些数据，并将其传输到外部设备中。

　　如果目标节点是 Zigbee 网关中连接的外部设备，则网关将向连接到网关的 Zigbee 节点或其他外部设备传输数据。

　　外部设备或者 Zigbee 节点可以通过 Zigbee 网关向云端或者其他远程设备传输数据，实现到云端的数据分析和存储等功能。

　　例如，在智能家居系统中，家庭设备、传感器和控制器等都是 Zigbee 节点，而智能家居网关则是上述步骤中的关键环节，在将传感器运动数据传到智能控制器，再将控制器发送转化为控制指令，通过 Zigbee 网关传递给家庭设备进行智能控制。

　　审核编辑：郭婷