ZigBee远程数据采集系统的设计与实现(8)

ZigBee远程数据采集系统的设计与实现

第２章ＺｉｇＢｅｅ技术及ＺｉｇＢｅｅ协议栈

２．１ＺｉｇＢｅｅ技术及其优势

ＺｉｇＢｅｅ是一种新兴的短距离、低功耗、低速率、低成本、低复杂度的无线网络技术１９Ｊ。ＺｉｇＢｅｅ基于ＩＥＥＥ８０２．１５．４无线标准，ＩＥＥＥ８０２．１５．４仅处理ＭＡＣ层和物理层协议１１０１，ＺｉｇＢｅｅ联盟对其网络层协议和ＡＰＩ进行了标准化，ＺｉｇＢｅｅ具有ＩＥＥＥ８０２．１５．４强有力的无线物理层所规定的全部优点１１１Ｊ：省电、简单、低成本。ＺｉｇＢｅｅ是由ＺｉｇＢｅｅＡｌｌｉａｎｃｅ所主导的标准【１２】，定义了网络层（ＮｅｔｗｏｒｋＬａｙｅｒ）、安全层（ＳｅｃｕｒｉｔｙＬａｙｅｒ）、应用层（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＬａｙｅｒ）、以及各种应用产品的资料（Ｐｒｏｆｉｌｅ）。ＺｉｇＢｅｅ具有以下技术优势【１３Ｊ：网络容量大；功耗低；成本低，ＺｉｇＢｅｅ协议免收专利费；采用了完全确认的数据传输机制；具有数据完整性检查功能，采用了碰撞避免机制，避免了发送数据时的竞争和冲突；工作频段及有效覆盖范围灵活；网络的自动组织、自愈能力强【１４】，网络节点能感知其他节点的存在，并确定连接关系，组成结构化的网络，增加、删除或移动节点，部分节点发生故障，网络仍然能正常工作。

２．２ＺｉｇＢｅｅ网络基础

ＺｉｇＢｅｅ网络的基础主要包括设备类型，拓扑结构和路由方式三个方面的内容，ＺｉｇＢｅｅ标准规定所有的ＺｉｇＢｅｅ网络节点分为Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ、Ｒｏｕｔｅ、ＥｎｄＤｅｖｉｃｅ三种类型１１５Ｊ，节点类型只是网络层的概念，反映了网络的拓扑形式，而ＺｉｇＢｅｅ网络采用任何一种拓扑形式只是为了实现网络中信息高效稳定的传输１１６１，在实际的应用中是不必关心ＺｉｇＢｅｅ网络的组织形式【１７】的，节点类型的定义和节点在应用中所起到的功能并不相关１１８ｌ。

２．２．１网络节点类型

（１）Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ

不论ＺｉｇＢｅｅ网络采用何种拓扑方式，网络中有一个并且只能有一个Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ节点，它在网络层的任务是：选择网络所使用的频率通道、建立网