【技术分享】物联网ZigBee技术详解② — 组网类型

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2 Mesh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。