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ZigBee无线温湿度数据采集传输系统设计(8)

时间:2017-06-07 18:10来源:毕业论文
图 2. 1 一个非常基本的ZigBee网络 IEEE802.15.4协议中规定的PAN协调器、协调器、一般这被在ZigBee网络中被称为ZigBee协调器、路由器和终端设备。ZigBee网络协调


 图 2. 1 一个非常基本的ZigBee网络

IEEE802.15.4协议中规定的PAN协调器、协调器、一般这被在ZigBee网络中被称为ZigBee协调器、路由器和终端设备。ZigBee网络协调者的主要功能有建立网络。并对网络进行相关配置;路由器的主要功能是寻找、建立和修复网络报文的路由信息,并转发网络报文;网络终端的功能相对简单,它可以加入、退出网络,可以发送、接收网络报文。设备终端不能转发报文[13]。
2.2.1    星形网络
星形拓扑结构中,ZigBee网络协调器作为中心节点,终端设备和路由器都可以直接与协调器相连,协调器属于全功能设备,如图2.2。
 
图 2. 2 星形结构
星形拓扑结构的网络是一种发散式的网络,这种网络是属于集中控制型网络的,整个网络是由中心节点执行集中式通行控制管理,终端设备之间要进行通信,这都是要先将数据发送到网络协调器,再由网络协调器将数据送到目地节点。在这种结构中,路由器不具有路由功能。星形网络适合小范围的室内应用:比如家庭自动化、个人计算机外设以及个人健康护理等。
星形结构的网络优点:
(1)    结构简单;
(2)    易于管理;
(3)    网络成本低。
星形结构的网络缺点:
(1)    中心节点的负担过重;
(2)    节点之间灵活性较差;
(3)    网络过于简单,覆盖范围有限,只能适用于小型网络。
2.2.2    树状结构
树状网络拓扑是由ZigBee协调器、若干个路由器及终端设备组成的,如图2.3所示。整个网络是以ZigBee协调器为根组成一个树状网络,树状网络中的协调器的功能不再是转发数据,而是进行网络的控制和管理的功能,还可以完成节点注册。网络末端的“叶”节点为终端设备。一般而言,协调器是FFD,终端设备是RFD。
图 2. 3 树状结构
树状网络的组网过程:
同星形网络一样,创建网络也需要ZigBee协调器完成。
如果网络中不存在其他协调器,那么:
(1)    FFD作为ZigBee协调器选择网络标识符;
(2)    ZigBee协调器向邻近的设备发送信标,接受其他设备的连接,性成熟的第一级,此时的ZigBee协调器与这些设备之间就形成父子关系;
(3)    被协调器连接的路由器所连接的目的协调器为其分配一个地址块,路由器根据接收到的协调器信标的信息,配置自己的信标并发送到网络中,允许其他的设备与自己简历起连接,成为其子设备。
如果网络中存在其他协调器,ZigBee FFD一路由器的身份与网络连接,进行上述第三步骤的过程。终端设备与网络连接时,则ZigBee协调器分配给它一个唯一的16位网络地址;路由器在转发消息时需要计算与目标设备的关系,并根据此来决定向自己的父节点转发向子节点转发。
树状拓扑支持“多跳”信息服务网络,可以实现网络范围扩展。树状拓扑利用路由器对星形网络进行了扩充,保持了星型拓扑的简单性。但是,树状结构路径往往不是最优的,不能很好地适应外部的动态环境。由于信息源与目的逐渐仅有一条通信链路,任何一个节点发生故障或者中断时,将会使部分节点脱离网络。一般来说ZigBee是一种高可靠的无线数据传输网络,类似于CDMA和GSM网络。ZigBee数据传输模块类似于移动网络基站。通信距离从标准的75m到几百米、几千米,并且能够扩展。
树状网络的优点:
(1)    由于树状网络是对星形网络的扩充,所以树状网络的成本也较低,所需的资源也比较少; ZigBee无线温湿度数据采集传输系统设计(8):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_8664.html
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