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zigbee組網方式拓撲結構

生活 更新时间:2024-07-29 18:21:52

ZigBee作為一種短距離、低功耗、低數據傳輸速率的無線網絡技術,它是介于無線标記技術和藍牙技術之間的技術方案,ZigBee之所以能在傳感器網絡等領域應用中被廣泛應用,這得益于它強大的組網能力,可以形成星型網、樹型網和網狀網等三種ZigBee網絡,可以根據實際的開發項目需要來選擇适合的ZigBee網絡結構進行組網,這三種ZigBee網絡結構也各有千秋。

星形拓撲

星形拓撲是其三種拓撲結構中最為簡單的一個拓撲形式,它包含一個Co-ordinator(中央協調器) 節點和多個End Device(終端)節點。每一個End Device (終端)節點隻能和 Co-ordinator (協調器)節點進行鍊接通信,不能再鍊接其他End Device (終端)節點。如果需要在兩個 End Device (終端)節點之間進行互相的通信必須得通過鍊接Co-ordinator (協調器)節點才能進行信息的接收、轉發。

zigbee組網方式拓撲結構(ZigBee的三種組網結構)1

這種拓撲形式具有一個缺點:節點之間的數據傳輸途徑有且隻有一條唯一的路由。Co-ordinator(協調器)節點的狀态有可能成為整個網絡的影響點。星形網絡拓撲實現的組網不需要使用 ZigBee 的網絡層協議,因為本身IEEE 802.15.4的協議層就已經是在星形拓撲形式的基礎上實現的,但是這增加開發者在應用層更多的工作,包括需要自己進行處理信息的接收、轉發等工作。

樹形拓撲

樹形拓撲包括一個Co-ordinator(協調器)節點以及多個的 Router(路由器) 和 End Device(終端)節點。Co-ordinator (協調器)連接多個Router(路由) 和 End Device(終端)節點, 其子節點的 Router(路由)也可以連接多個Router(路由)和End Device(終端)節點, 通過這樣子進行重複的疊加多個層級形成樹狀網。樹形拓撲結構如圖:

zigbee組網方式拓撲結構(ZigBee的三種組網結構)2

  需要注意的是:

  Co-ordinator (協調器)節點和 Router (路由)節點可以由多個連接的子節點。

  但End Device(終端)節點不能再連接其他子節點。

  有同一個父節點(協調器或路由)的節點之間可以稱為兄弟節點

  有同一個祖父節點(協調器或路由)的節點之間可以稱為堂兄弟節點

  樹狀拓撲中的通信規則:

  每一個路由節點都隻能和他的父節點和子節點之間進行通信。

  如果需要從節點與節點之間需要發送數據,那信息就會沿着樹的路由往上上傳遞到最近的一個祖先節點後,再往下傳遞到目标節點。

樹形拓撲的缺點:信息有且隻有唯一的一條路由通道。而且信息的傳遞路由是通過協議棧層進行處理的,整個的通信路由過程對于應用層來說是相對完全透明的。①②③

Mesh拓撲(網狀拓撲)

Mesh拓撲包含一個Co-ordinator(協調器)節點和多個Router(路由)節點 和End Device(終端)節點。Mesh網絡拓撲形式和樹形拓撲大緻相同相同;但是基于樹狀結構來說,網狀網絡拓撲是具有更靈活的通信路由規則的拓撲形式,在可能的情況下,路由節點之間是可以進行直接通信的。這種路由機制使得節點間的信息通信變得更加的有效率,而且這也意味當通信時一個路由路徑中出現了問題,信息也可以沿着其他的路由自動進行傳輸。Mesh網狀拓撲的示意圖如下所示:

zigbee組網方式拓撲結構(ZigBee的三種組網結構)3

MESH 網狀網絡拓撲結構的網絡具有非常強大的功能,網絡可以通過“多級跳”的方式來進行通信;而且MESH 網狀網絡拓撲結構還可以組成非常複雜的網絡;其組成的網絡還具備自組織、自愈的功能;

星型和樹型網絡都比較适合點對多點且傳輸距離較近的應用。

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