ZigBee短距离无线通信网络组网技术研究(7)
图3.2 星形拓扑网络结构
3.2.2 树簇形拓扑结构
在分布范围相对较大的应用场合，树簇形拓扑结构是一种合适的结构形式，如图3.3所示。图中，处于网络最末端的成为“叶”节点，它们使网络中的终端设备。若干个叶节点设备连接在一个全功能设备FFD上形成一个“簇”，若干个“簇”再连接形成“网”，故称为树簇形拓扑网络。树簇形拓扑网络结构中的大部分设备是FFD，经典功能设备RFD只能作为叶节点处于树枝的末端。在这种网络中有一个主协调器，作为主协调器的设备应该具有更多的资源、稳定可靠的供电等。在建立这样一个PAN时，主协调器启动建立PAN后，首先选择PAN标识符，将自身短地址设置为0，然后开始向它与邻近的设备发送信标，接受其他设备的连接，形成树的第一级。协调器与这些设备之间形成父子关系。与主协调器建立了连接的设备都分配了一个16位的网络地址——成为短地址。如果设备以终端设备的身份介入网络，则协调器会为它分配一个唯一的16位网络地址；如果设备以路由器的身份与网络建立连接，则协调器会为它分配一个地址块——包含有若干个16位短地址。路由器根据它接收到的协调器信标的信息，配置并发送它自己的信标，允许其他的设备与自己建立连接，成为其子设备。这些子设备中又可以有路由器，它们也可以有自己的子设备，如此下去形成多级树簇形结构的网络。显然，树簇形网络是利用路由器对星形网络的扩充。
在树簇形网络中所有的信息沿父子层次关系“向上”或“向下”传输，从一个节点向其相邻的另一个节点的传输成为“一跳”，树簇形网络的深度是信息从最末端的叶节点传输到协调器的最大跳数。
图3.3 树簇形拓扑网络结构
3.2.3 对等拓扑结构
在对等拓扑结构的网络中，也存在着网络协调器，但网络中任何一个设备都可以与它的无线通信范围之内的其他设备进行通信。这种结构可以构成比较复杂的网络结构，如网格网络结构。在这种网络结构中设备之间传输数据时，可以通过路由器转发，即多跳的传输方式，以增大网络的覆盖范围。但ZigBee中没有规定具体的路由协议，这样用户可以根据应用场合的不同选用合适的路由协议。图3.4是对等拓扑网络结构示意图。
图3.4 对等拓扑结构
3.3 Zigbee组网的简单过程
一个网络的形成，必须由FFD率先担任网络协调者，建立网络，再由其它的FFD或是RFD加入这个网络，不过RFD只能和FFD连结[14]。
（1）根据装置在网络中的功能，预先对装置编制好程序:
协调器的功能是通过扫描搜索，以发现一个未用的信道来启动一个网络。
路由器的功能是通过扫描搜索，以发现一个激活的信道并将其连接，然后允许其它装置连接。
终端装置的功能总是试图连接到一个已存在的网络。
（2）装置搜索网络中能提供完整服务的其它装置:
允许网络中的任何装置可对服务搜索进行初始化。
（3）将装置与可提供完整服务的其它装置进行绑定:
绑定可为指定相符的设备集提供命令和控制特征。
3.4 Zigbee网络主要特点简介
反映网络性能的有许多方面，如数据传输速率、数据传输的可靠性、数据传输的时延、网络的安全性等。ZigBee网络的主要特点如下[15]：
3.4.1 鲁棒性
鲁棒性即指数据传输的可靠性。在ZigBee中影响数据可靠的因素主要由两个：一是无线通信的特点是其误码率较高；二是由于多个设备共享信道而产生的冲突。