ZigBee的三种组网结构【干货】

2022-07-26 15:14:51 admin 281

ZigBee作为一种短距离、低功耗、低数据传输速率的无线网络技术,它是介于无线标记技术和蓝牙技术之间的技术方案。

ZigBee之所以能在传感器网络等领域应用中被广泛应用,这得益于它强大的组网能力,可以形成星型网、树型网和网状网等三种ZigBee网络,可以根据实际的开发项目需要来选择适合的ZigBee网络结构进行组网,这三种ZigBee网络结构也各有千秋。


01星形拓扑

星形拓扑是其三种拓扑结构中最为简单的一个拓扑形式,它包含一个Co-ordinator(中央协调器) 节点和多个End Device(终端)节点。每一个End Device (终端)节点只能和 Co-ordinator (协调器)节点进行链接通信,不能再链接其他End Device (终端)节点。如果需要在两个 End Device (终端)节点之间进行互相的通信必须得通过链接Co-ordinator (协调器)节点才能进行信息的接收、转发。

5g/4g工业路由网关

这种拓扑形式具有一个缺点:节点之间的数据传输途径有且只有一条唯一的路由。Co-ordinator(协调器)节点的状态有可能成为整个网络的影响点。

星形网络拓扑实现的组网不需要使用 ZigBee 的网络层协议,因为本身IEEE 802.15.4的协议层就已经是在星形拓扑形式的基础上实现的,但是这增加开发者在应用层更多的工作,包括需要自己进行处理信息的接收、转发等工作。

02

树形拓扑

树形拓扑包括一个Co-ordinator(协调器)节点以及多个的 Router(路由器) 和 End Device(终端)节点。Co-ordinator (协调器)连接多个Router(路由) 和 End Device(终端)节点, 其子节点的 Router(路由)也可以连接多个Router(路由)和End Device(终端)节点, 通过这样子进行重复叠加多个层级形成树状网。树形拓扑结构如图:

5g/4g工业路由网关

需要注意的是:

Co-ordinator (协调器)节点和 Router (路由)节点可以由多个连接的子节点。但End Device(终端)节点不能再连接其他子节点。有同一个父节点(协调器或路由)的节点之间可以称为兄弟节点。有同一个祖父节点(协调器或路由)的节点之间可以称为堂兄弟节点。

树状拓扑中的通信规则:

每一个路由节点都只能和他的父节点和子节点之间进行通信。

如果需要从节点与节点之间需要发送数据,那信息就会沿着树的路由往上上传递到最近的一个祖先节点后,再往下传递到目标节点。

树形拓扑的缺点:信息有且只有唯一的一条路由通道。而且信息的传递路由是通过协议栈层进行处理的,整个的通信路由过程对于应用层来说是相对完全透明的。

03

Mesh拓扑(网状拓扑) 

Mesh拓扑包含一个Co-ordinator(协调器)节点和多个Router(路由)节点 和End Device(终端)节点。Mesh网络拓扑形式和树形拓扑大致相同;但是基于树状结构来说,网状网络拓扑是具有更灵活的通信路由规则的拓扑形式,在可能的情况下,路由节点之间是可以进行直接通信的。

这种路由机制使得节点间的信息通信变得更加的有效率,而且这也意味当通信时一个路由路径中出现了问题,信息也可以沿着其他的路由自动进行传输。Mesh网状拓扑的示意图如下所示:

5g/4g工业路由网关

Mesh 网状网络拓扑结构的网络具有非常强大的功能,网络可以通过“多级跳”的方式来进行通信;而且Mesh 网状网络拓扑结构还可以组成非常复杂的网络;其组成的网络还具备自组织、自愈的功能。

星型和树型网络都比较适合点对多点且传输距离较近的应用。


标签: ZigBee
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