二、ZigBee无线网络

概述

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称（又称紫蜂协议）来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。

ZigBee技术的设计目标是保证在低电耗的前提下，开发一种易部署、低复杂度、低成本、短距离、低速率的自组织无线网络，在工业控制、家庭智能化、无线传感器网络等领域有广泛的应用前景。

ZigBee入网参数

ZigBee入网参数-CHANNEL

CHANNEL是ZigBee通信频率设置的信道号，2.4G的ZigBee协议栈含有16个通信信道，中国地区分配的信道为：信道11（0x0b）~信道26（0x1a）。ZigBee网络只有在保证在相同的信道下才能考虑通信的可能性，如果信道不同则无法组网。

ZigBee入网参数-PANID

PANID是Zigbee的局域网ID，用于区分通信道下的其他网络，节点通过PANID判断自身所属的网络标识。PANID的参数可配置，其配置参数范围从0x0000~0xFFFF。可互相通信的节点之间PANID必须相同，且必须保证同一工作区域内的相邻网络PANID不同。

ZigBee入网参数-MAC

MAC地址是一种是64位IEEE地址，这个64 位的IEEE地址是一个全球唯一的地址， 一经分配就将跟随设备一生。它通常由制造商或者被安装时设置。这些地址由 IEEE 组织来维护和分配。

ZigBee入网参数-ShortAddr

ShortAddr是一种16位的ZigBee网络内部的网络地址，这个16位网络地址是当设备加入网络后分配的，它在ZigBee局域网中是唯一的，用来在网络中鉴别设备和发送数据。ZigBee节点在RFD模式下时直接使用内网点地址即可。

ZigBee网络节点类型

协调器(Coordinator)

选择网络所使用的频率通道、建立网络并将其它节点加入网络、提供信息路由、安全管理和其它的服务。

路由(Router)

发送和接收节点自身信息；在节点之间转发信息；容许子节点通过他加入网络。

终端节点(EndDevice)

EndDevice节点的主要任务就是发送和接收信息，不能够转发信息也不能够让其他人加入网络。通常一个EndDevice节点不处在数据收发状态的时候可进入休眠状态以节省耗电。

ZigBee网络拓扑结构

星型拓扑

星型拓扑包含一个Coordinator节点和一系列的EndDevice节点。每一个EndDevice节点只能和Coordinator节点进行通讯，在两个EndDevice节点之间进行通讯必须通过Coordinator节点进行转发。

树形拓扑

树形拓扑Coordinator可以连接Router和EndDevice，其子节点的Router也可以连接Router和EndDevice，多个层级的树形拓扑中，信息具有唯一路由通道，直接通信只可以在父节点与子节点之间进行，非父子关系的节点需间接通信。

网状拓扑

具有灵活路由选择方式，当某个路由路径出现问题，信息可自动沿其它路由路径进行传输。任两个节点可相互传输数据，数据可直接传送或在传输过程中经多级路由转发，网络层提供路由探索功能，使得网络层可以找到信息传输的最优化路径，应用层不需要任何参与，网络会自动按照ZigBee协议算法选择较好的路由路径作为数据传输通道，以使得网络更稳定，通讯更有效率。