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2.1.2  ZigBee拓扑结构

ZigBee协议一般有三种基本拓扑结构：星型、树状和网状结构，或者是这三种的变种即混合结构。如图5．1所示。在星型拓扑结构中，通信是在终端节点和一个中心协调器之间进行的。设备可以作为协调器初始化并网络建立的设备，也可以是终端节点设备，加入到已有网络中。个人局域网中协调器是整个网络中的核心控制设备。当全功能设备上电并初始化后，通过一系列扫描和验证最终建立网络，则此节点为个人局域网协调器。因星型网络只有一个协调器，并且没有路由节点，终端节点只能加入到协调器网络中，所以有多个星型网络时，它们是孤立的，不可以进行信息传递的。星型网络中，每个终端节点加入网络后，都有一个协调器唯一标识符，这样就可以建立一个唯一的星型结构，不会造成混乱。在协调器设置个人局域网唯一标识符后，协调器才能准许其他终端节点或路由节点加入到网络。虽然星形拓扑组网简单、成本低，但是网络覆盖范围小，可是只要中心协调器节点出现异常，加入到此协调器节点的其他节点没有通信对象，整个网络瘫痪。

网状结构的网络与树状结构的网络的Association过程基本类似，但是网状结构的最大特点在于，路由器之间是可以相互通信的，而不需要通过它们的父节点才可以通信。网状拓扑组网的优点是可靠、稳定、并且辐射范围广，但整个节点数众多，通信处理复杂，功耗消耗大，做好应用场景功能需求分析而选择适当的网络组网结构。树型拓扑的典型特点就是，终端节点只能向它的父节点发送数据，而路由器与外部其他节点(非路由器节点)进行通信时，只能继续将数据向其父节点发送，直到遇到目的节点的父节点之一。树型拓扑不会像星型结构那么脆弱，也不像网状结构那么复杂而难以管理，可以迎合多方面的需求，更具鲁棒性。考虑到智能家居环境的特点以及智能家居控制系统对稳定性、网络覆盖范围、传输时延的要求，我们的ZigBee网络结构采用树状拓扑来实现智能家居控制系统的组网方式。