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ZigBee
的工
作原理
_ZigBee
组网技术
ZigBee
是一种高可靠的无线数传网络，类似于
CDMA
和
GSM
网络。
ZigBee
数传模块类
似于移动网络基站
。
通讯距离从标准的
75m
到几百米、
几公里，并且支持无限扩展。
Zigbee
技术特点主要有低功
耗、低成本、时延短、网络容量大、工作频段灵活、低速率、安全的数
据传输等。其中低
功耗是
Zigbee
技术最重要的特点。由于
< br> Zigbee
的传输速率相对较低发
射功率较小，使得
Zig bee
设备很省电，这是
Zigbee
技术能够广泛应用的基石。
ZigBee
协议适应无线传感器的低花费、低能量、高容错性等的要求。
Zigbee
的基
础是
IEEE
8
02.15.4
。
但
IEEE
仅处理低级
MAC
层和物理层协议，
因此
Zigbee
联盟扩展了
IEEE
，
对其网络层协议和
AP
I
进行了标准化。
Zigbee
是一种
新兴的短距离、低速率的无线网络技
术。
主要用于近距离无线连
接。
它有自己的协议标准，
在数千个微小的传感器之间相互协调
实现通信。
ZigBee
组网概述
组建一个完整的
< br>zigbee
网状网络包括两个步骤：
网络初始化、节点
加入网络
。其
中节点加入网络又包括两个步骤：
通过与协调器连接入网和通过已有父节点入网
。
ZigBee
网络初始化预备
Zigbee
网络的建立是由网络协调器发起的，
任何一个
zigbee
节点要组建一个网络
必须要满足以下两点要求：
（
1
）节点是
FFD
节点，具备
zigbee
协调器的能力
;
（
2
）节点还没有与其他网络连接，当节点已经与其他网络连接时，此节点只能作
为该网络的子节点，因为一个
zigbee
网络中有且
只有一个网络协调器。
FFD
：
Full
Func
TI
on Device
全功能节点
RFD
：
Reduced
Func
TI
onDevice
半功能节点
a
ZigBee
网络初始化流程
1
、确定网络协调器
首先判断节点是否是
FFD
节点，接着判断此
FFD
节点是否在其他网络里或者网络
里是否已经存在协调器。
通
过主动扫描，
发送一个信标请求命令
（
Beaconrequest
command
）
，
然后设置一个扫描期限（
T_scan_dura
TI
on
），如果在扫描期限内都没有
检测到信标，那么
就认为
FFD
在其<
/p>
pos
内没有协调器，那么此时就可以建立自己的
zigbee
网络，并且作为这
个网络的协调器不断地
产生信标并广播出去。
注意：一个网络里，有且只能有一个协调器（
coordinator<
/p>
）。
a
2
、进行信道扫描过程
包括能量扫描和主动扫描两个过程
：首先对指定的信道或者默认的信道进行能量
检测，
以避免可能
的干扰。
以递增的方式对所测量的能量值进行信道排序，
抛弃那
么些能量
值超出了可允许能量水平的信道，选择可允许能量水平的信道并标注这些信道是
可用信道。
接着进行主动扫描，
搜索节点通信半径内的网络信息
。
这些信息以信标帧的形式在网络中广
播，节点通过主动信道扫
描方式获得这些信标帧，
然后根据这些信息，
找到一个最好的、
相
对安静的信道，通过记录的结果，选择一个信道，该信道应存在最少的
zigbee
网络，最好
是没有
zigbee
设备。在主动扫描期间，
MAC
层将丢弃
PHY
层数据服务接收到的除信标以外
的所有帧。
<
/p>
3
、设置网络
ID
找到合适的信道后，
协调器将为网络选定一个网络标识符
（
PAN
ID
，
取值
《
=0x3FFF
）
，
< br>这个
ID
在所使用的信道中必须是唯一的，
也不能和其他
zigbee
网络冲突，
而且不能为广播
地址
0xFFFF
< br>（此地址为保留地址，不能使用）。
PAN
ID
可以通过侦听其他网络的
ID
然后选
择一个不会冲突的
ID
的方式来获取，也可以人
为的指定扫描的信道后，来确定不和其他网
络冲突的
PAN
ID
。
在
zigbee
网络中有两种地址模式
：扩展地址（
64
位）和短地址（
16
位），其中
扩展地址由
IEEE
组织分配，
用于唯一的设备标识
;
短地址用于本地网络中设备标识，
在一个
网络中，
每个设备的短地址必须唯一，
当节点加入网络时由其父节点分配
并通过使用短地址
来通信。对于协调器来说，短地址通常设定为
0x0000
。
上面步骤完成后，
就成功初始化了<
/p>
zigbee
网状网络，
之后就等待其他
节点的加入。
节点入网时将选择范围内信号最强的父节点
（包括
协调器）
加入网络，
成功后将得到一个网
络短地址并通过这个地址进行数据的发送和接收，网络拓扑关系和地址就会保存在各自的
flash
中。
a