ZigBee作為一種短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸速率的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它是介于無(wú)線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)之間的技術(shù)方案。

ZigBee之所以能在傳感器網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域應(yīng)用中被廣泛應(yīng)用，這得益于它強(qiáng)大的組網(wǎng)能力，可以形成星型網(wǎng)、樹型網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)等三種ZigBee網(wǎng)絡(luò)，可以根據(jù)實(shí)際的開發(fā)項(xiàng)目需要來(lái)選擇適合的ZigBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行組網(wǎng)，這三種ZigBee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也各有千秋。

01

星形拓?fù)?/strong>

星形拓?fù)涫瞧淙N拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中最為簡(jiǎn)單的一個(gè)拓?fù)湫问?，它包含一個(gè)Co-ordinator（中央?yún)f(xié)調(diào)器） 節(jié)點(diǎn)和多個(gè)End Device（終端）節(jié)點(diǎn)。每一個(gè)End Device （終端）節(jié)點(diǎn)只能和 Co-ordinator （協(xié)調(diào)器）節(jié)點(diǎn)進(jìn)行鏈接通信，不能再鏈接其他End Device （終端）節(jié)點(diǎn)。如果需要在兩個(gè) End Device （終端）節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行互相的通信必須得通過(guò)鏈接Co-ordinator （協(xié)調(diào)器）節(jié)點(diǎn)才能進(jìn)行信息的接收、轉(zhuǎn)發(fā)。

這種拓?fù)湫问骄哂幸粋€(gè)缺點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸途徑有且只有一條唯一的路由。Co-ordinator（協(xié)調(diào)器）節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)有可能成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的影響點(diǎn)。

星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵?shí)現(xiàn)的組網(wǎng)不需要使用 ZigBee 的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，因?yàn)楸旧鞩EEE 802.15.4的協(xié)議層就已經(jīng)是在星形拓?fù)湫问降幕A(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，但是這增加開發(fā)者在應(yīng)用層更多的工作，包括需要自己進(jìn)行處理信息的接收、轉(zhuǎn)發(fā)等工作。

02

樹形拓?fù)?/strong>

樹形拓?fù)浒ㄒ粋€(gè)Co-ordinator（協(xié)調(diào)器）節(jié)點(diǎn)以及多個(gè)的 Router（路由器） 和 End Device（終端）節(jié)點(diǎn)。Co-ordinator （協(xié)調(diào)器）連接多個(gè)Router（路由）和 End Device（終端）節(jié)點(diǎn)， 其子節(jié)點(diǎn)的 Router（路由）也可以連接多個(gè)Router（路由）和End Device（終端）節(jié)點(diǎn)，通過(guò)這樣子進(jìn)行重復(fù)疊加多個(gè)層級(jí)形成樹狀網(wǎng)。樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖：

需要注意的是：

Co-ordinator （協(xié)調(diào)器）節(jié)點(diǎn)和 Router （路由）節(jié)點(diǎn)可以由多個(gè)連接的子節(jié)點(diǎn)。但End Device（終端）節(jié)點(diǎn)不能再連接其他子節(jié)點(diǎn)。有同一個(gè)父節(jié)點(diǎn)（協(xié)調(diào)器或路由）的節(jié)點(diǎn)之間可以稱為兄弟節(jié)點(diǎn)。有同一個(gè)祖父節(jié)點(diǎn)（協(xié)調(diào)器或路由）的節(jié)點(diǎn)之間可以稱為堂兄弟節(jié)點(diǎn)。

樹狀拓?fù)渲械耐ㄐ乓?guī)則：

每一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)都只能和他的父節(jié)點(diǎn)和子節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信。

如果需要從節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間需要發(fā)送數(shù)據(jù)，那信息就會(huì)沿著樹的路由往上上傳遞到最近的一個(gè)祖先節(jié)點(diǎn)后，再往下傳遞到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。

樹形拓?fù)涞娜秉c(diǎn)：信息有且只有唯一的一條路由通道。而且信息的傳遞路由是通過(guò)協(xié)議棧層進(jìn)行處理的，整個(gè)的通信路由過(guò)程對(duì)于應(yīng)用層來(lái)說(shuō)是相對(duì)完全透明的。

03

Mesh拓?fù)洌ňW(wǎng)狀拓?fù)洌?/strong>

Mesh拓?fù)浒粋€(gè)Co-ordinator（協(xié)調(diào)器）節(jié)點(diǎn)和多個(gè)Router（路由）節(jié)點(diǎn)和End Device（終端）節(jié)點(diǎn)。Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问胶蜆湫瓮負(fù)浯笾孪嗤?；但是基于樹狀結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫蔷哂懈`活的通信路由規(guī)則的拓?fù)湫问?，在可能的情況下，路由節(jié)點(diǎn)之間是可以進(jìn)行直接通信的。

這種路由機(jī)制使得節(jié)點(diǎn)間的信息通信變得更加的有效率，而且這也意味當(dāng)通信時(shí)一個(gè)路由路徑中出現(xiàn)了問(wèn)題，信息也可以沿著其他的路由自動(dòng)進(jìn)行傳輸。Mesh網(wǎng)狀拓?fù)涞氖疽鈭D如下所示：

Mesh 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)具有非常強(qiáng)大的功能，網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)“多級(jí)跳”的方式來(lái)進(jìn)行通信；而且Mesh 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還可以組成非常復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)；其組成的網(wǎng)絡(luò)還具備自組織、自愈的功能。

星型和樹型網(wǎng)絡(luò)都比較適合點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)且傳輸距離較近的應(yīng)用。