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物联网ZigBee技术:组网类型深度解析

ZigBee作为一种低功耗无线通信技术,在物联网领域扮演着重要的角色。它通过定义不同的网络设备类型和角色,使得组网变得灵活和高效。本文将深入探讨ZigBee的网络组网方式及其特点,帮助您更好地理解和应用这项技术。
ZigBee网络设备类型主要分为全功能设备(Full-Function Device)和精简功能设备(Reduced-Function Device)。全功能设备具备数据发送、接收和转发的能力,能建立新网络,维护和发现路由,并提供完整的IEEE 802.15.4 MAC服务。而精简功能设备则主要进行数据的发送和接收,资源占用较少,成本更低,提供部分的IEEE 802.15.4 MAC服务。
在ZigBee网络中,设备角色分为协调器、路由器和终端。协调器作为网络的核心节点,负责网络的构建、维护和管理。它还承担着与Wi-Fi等协议的转换任务,并具备路由器的所有功能。路由器则负责数据的收发,以及路径的搜索和维持,帮助路由器和终端设备加入网络。终端设备能够进行数据收发,但无法进行数据路由,通常连接在协调器或路由器节点上。
ZigBee的组网方式主要有星型组网Mesh组网。星型组网是最常见的网络结构,通常包括协调器和终端设备。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。这种组网结构简单易用,但支持的节点数量较少,网络规模较小。ZLG致远电子推出的FastZigBee协议则采用了星型组网结构,但与传统星型网络不同,FastZigBee没有协调器,所有设备均为终端节点,采用点对点的通信方式。
Mesh组网则由协调器、路由和终端组成。协调器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,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。网络可靠性和灵活性更高。ZLG致远电子推出的ZLG Mesh协议采用了Mesh组网结构,具有快速添加路由、智能路由算法、自动维护路径、多级跳转等特点,能够实现快速恢复通信,提高网络规模和组网距离。
实际应用中,ZigBee网络的组网方式可以根据具体需求进行选择。对于节点数量较少、网络规模较小的场景,可以选择星型组网;而对于节点数量较多、网络规模较大的场景,可以选择Mesh组网。此外,ZigBee技术还具备低功耗、低成本安全性高等优点,使得它在物联网领域得到广泛应用。
总之,ZigBee作为一种低功耗的无线通信技术,通过定义不同的网络设备类型和角色,以及提供多种组网方式,为物联网应用提供了灵活和高效的网络解决方案。在实际应用中,可以根据具体需求选择合适的组网方式,以实现低功耗、高效率的物联网通信。

ZigBee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。c275a3b8-f900-11ed-ba01-dac502259ad0.jpg  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精简功能设备

物联网ZigBee技术:组网类型深度解析

  • 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。

c28a5416-f900-11ed-ba01-dac502259ad0.jpg  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。

c28a5416-f900-11ed-ba01-dac502259ad0.jpg  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。c2b77284-f900-11ed-ba01-dac502259ad0.jpg

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。

c28a5416-f900-11ed-ba01-dac502259ad0.jpg  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。

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图2Mesh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。

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