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ZigBee网络结构

发布时间:2012/3/29 19:16:15 访问次数:8700

    ZigBee可以构建一个由多达数万个无UCLAMP0511T.TCT线节点组成的无线传感网络,每个节点类似移动网络的一个基站,在整个网络范围内,实现相互间通信;每个网络节点间的距离可以达到上百米.而且ZigBee网络还可以与现有的其他各种网络连接。
    ZigBee支持3种静态和动态的自组织无线网络拓扑结构[12]:星形、网状(Mesh) [13]和混合型。这3种拓扑结构可以组成或简单或复杂的多种网络,其中网状结构具有很强的网络健壮性和系统可靠性,在自组网和选择网络路径时更加灵活、自由,非常适合传感器网络的要求,也因此更加受到业界的青睐。星形网用一个功能强大的主器件,即全功能设备FFD (FullFunctional Device)作为网络的中心,负责协调全网的工作。简化功能设备RFD( Reduced FunctionDevice)或其他的FFD分布在其覆盖范围内,最多可达65 535个从属设备。这种网络属于主从结构,它的控制和同步都比较简单,适用于设备数量比较少的场合。网状网适合用对网络要求更复杂的情况。网络中的每一个FFD同时可作为路由器,根据Ad Hoc[141网络路由协议优化最短和最可靠的路径,从而减小了功耗,节约了成本,并具有高度动态的拓扑结构和自组织、自维护功能。Mesh网可以通过FFD扩展网络,组成Mesh网与星形网构成的混合网。混合网中,终端节点采集的信息首先传到同一子网内的协词点,再通过网关节点上传到上一层网络的PAN协调点。混合网都适用于覆盖范围较大的网络。3种拓扑结构如图2-17所示。

                               

    图2-17 (a)、(b)、(c)中,黑色五角星代表网络协调器,黑色实心圆代表全功能设备,黑色十字星代表简化功能设备。
    ZigBee网络中的设备有3种类型:网络协调器(Coordinator)、全功能设备(FFD)和简化功能设备( RFD)。
    网络协调器( Coordinator):包含所有的网络消息,是网络中各种设备类型中最复杂的一种,存储容量最大、计算能力最强。发送网络信标、建立一个网络、管理网络节点、存储网络节点信息、寻找一对节点间的路由消息、不断地接收信息。
    全功能设备(FFD):可以担任网络协调器,形成网络,让其他的FFD或是简化功能设备( RFD)连接,FFD具备控制器的功能,可以和网络中的任何一种设备进行通信,可提供信息双向传输。全功能设备附带由标准指定的全部IEEE 802.15.4功能和所有特征;具有更多的存储器、计算能力可使其在空闲时起网络路由器作用;也能用于终端设备;支持任何一种拓扑结构。
    简化功能设备( RFD)只能传送信息给FFD或从FFD接收信息。简化功能设备附带有限的功能来控制成本和复杂性;在网络中通常用于终端设备;只支持星形结构;不能成为协调嚣。
    一个ZigBee网络的形成,必须由FFD率先担任网络协调器,由协调器进行扫描搜索以发现一个未用的最佳信道来建立网络;再让其他的FFD或是RFD加入这个网络,事实上,人们可根据装置在网络中的角色和功能,预先对装置编制好程序。如协调器的功能是通过扫描搜索,以发现一个未用的信道来组建一个网络;路由器(一个网络中的Mesh装置)的功能是通过扫描搜索,以发现一个激活的信道并将其连接,~然后允许其他装置连接;而末端装置的功能总是试图连接到一个已存在的网络。

    ZigBee可以构建一个由多达数万个无UCLAMP0511T.TCT线节点组成的无线传感网络,每个节点类似移动网络的一个基站,在整个网络范围内,实现相互间通信;每个网络节点间的距离可以达到上百米.而且ZigBee网络还可以与现有的其他各种网络连接。
    ZigBee支持3种静态和动态的自组织无线网络拓扑结构[12]:星形、网状(Mesh) [13]和混合型。这3种拓扑结构可以组成或简单或复杂的多种网络,其中网状结构具有很强的网络健壮性和系统可靠性,在自组网和选择网络路径时更加灵活、自由,非常适合传感器网络的要求,也因此更加受到业界的青睐。星形网用一个功能强大的主器件,即全功能设备FFD (FullFunctional Device)作为网络的中心,负责协调全网的工作。简化功能设备RFD( Reduced FunctionDevice)或其他的FFD分布在其覆盖范围内,最多可达65 535个从属设备。这种网络属于主从结构,它的控制和同步都比较简单,适用于设备数量比较少的场合。网状网适合用对网络要求更复杂的情况。网络中的每一个FFD同时可作为路由器,根据Ad Hoc[141网络路由协议优化最短和最可靠的路径,从而减小了功耗,节约了成本,并具有高度动态的拓扑结构和自组织、自维护功能。Mesh网可以通过FFD扩展网络,组成Mesh网与星形网构成的混合网。混合网中,终端节点采集的信息首先传到同一子网内的协词点,再通过网关节点上传到上一层网络的PAN协调点。混合网都适用于覆盖范围较大的网络。3种拓扑结构如图2-17所示。

                               

    图2-17 (a)、(b)、(c)中,黑色五角星代表网络协调器,黑色实心圆代表全功能设备,黑色十字星代表简化功能设备。
    ZigBee网络中的设备有3种类型:网络协调器(Coordinator)、全功能设备(FFD)和简化功能设备( RFD)。
    网络协调器( Coordinator):包含所有的网络消息,是网络中各种设备类型中最复杂的一种,存储容量最大、计算能力最强。发送网络信标、建立一个网络、管理网络节点、存储网络节点信息、寻找一对节点间的路由消息、不断地接收信息。
    全功能设备(FFD):可以担任网络协调器,形成网络,让其他的FFD或是简化功能设备( RFD)连接,FFD具备控制器的功能,可以和网络中的任何一种设备进行通信,可提供信息双向传输。全功能设备附带由标准指定的全部IEEE 802.15.4功能和所有特征;具有更多的存储器、计算能力可使其在空闲时起网络路由器作用;也能用于终端设备;支持任何一种拓扑结构。
    简化功能设备( RFD)只能传送信息给FFD或从FFD接收信息。简化功能设备附带有限的功能来控制成本和复杂性;在网络中通常用于终端设备;只支持星形结构;不能成为协调嚣。
    一个ZigBee网络的形成,必须由FFD率先担任网络协调器,由协调器进行扫描搜索以发现一个未用的最佳信道来建立网络;再让其他的FFD或是RFD加入这个网络,事实上,人们可根据装置在网络中的角色和功能,预先对装置编制好程序。如协调器的功能是通过扫描搜索,以发现一个未用的信道来组建一个网络;路由器(一个网络中的Mesh装置)的功能是通过扫描搜索,以发现一个激活的信道并将其连接,~然后允许其他装置连接;而末端装置的功能总是试图连接到一个已存在的网络。

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3-29ZigBee网络结构

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