ZigBee无线网络设计(06-100)

　　网络的基本单元是节点，单一网络最多可设65535个节点。按功能区分，有简化功能设备(RFD)和全功能设备(FFD)。前者按最少RAM和ROM资源实现的，设计成网络中简单的收/发节点。它能搜索现成网络，必要时传输应用数据，向网络协调器请求数据，多数时间处于休眠状态以节省电池功耗。后者可用作网络协调器，连接协调器或另一个通信设备。它还能发现其它RFD和FFD建立通信联系。

　　在具体网络中，逻辑设备类型是ZigBee协调器，ZigBee路由器和ZigBee端点设备。协调器启动网络、管理网络节点、存储网络节点信息。它还能提供路由消息、安全管理和其它服务。路由器参与网络中成对节点的消息路由，可让子节点与它连接。终端节点不能传输消息，也不能连接其它子节点，它的主要任务是发送与接收消息。

　　ZigBee自形成和自愈网络结构允许数据和控制消息通过多条路径传输，这一特性扩展了网络的范围并提高了数据的可靠性。网络的对等功能可用于构建大型的，地域分散的网络，将小型网络连接在一起形成簇树网络。
　　
　　应用数据类型

　　ZigBee网络应用广泛，应用不同，其获得的数据类型也不同，通常可分为3类：

　　·周期性数据。无线传感器和仪表应用定义的数据。这类数据由信标系统处理的，ZigBee的MAC具有用于时间同步的带信标超帧结构，在规定时间唤醒传感器，检测信标，交换数据，然后再次进入休眠状态。

　　·间歇性数据。无线照明控制或外部激励应用数据。在无信标或断开连接系统中处理数据，设备仅在需要通信时接入网络。

　　·重复的低等待时间数据。保安系统中采用时隙分配的应用数据。这些应用使用有保证的时隙(GTS)功能。局域网协调器为每个设备定义了一段专用时间，实现无争用、无等待的数据传输。
　　
　　应用实例

　　在一个典型的家庭网络环境中，协调器通过开关(终端设备)对照明或家用电器(路由器)进行控制。以简单的照明控制为例，需要3块电路板。电路的核心是单片IEEE 802.15.4无线控制芯片，它整合了32位RISC芯核和标准的2.4GHz收发器功能，还集成了64KB ROM和96KB RAM。微控制器是个高集成度器件，内部RAM支持协调器和路由器功能而无需外部SRAM。它还内置集成化硬件MAC和休眠振荡器和节能器件。构成完整的网络节点还需附加的晶振、闪存、去耦元件和印制天线(见图2)