ZigBee如何快速一鍵自組網(wǎng)？

　　ZigBee技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域最常用的無(wú)線(xiàn)技術(shù)，經(jīng)常受限于協(xié)議棧開(kāi)發(fā)難、組網(wǎng)過(guò)于繁瑣等問(wèn)題而難以應用，這里將為您介紹ZigBee如何快速一鍵自組網(wǎng)?

　　ZigBee技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域最常用的無(wú)線(xiàn)技術(shù)，目前在智能家居、農田智能管理、節能應用等行業(yè)得到大量應用。為方便大家利用ZigBee進(jìn)行項目開(kāi)發(fā)，今天對ZigBee協(xié)議棧及組網(wǎng)相關(guān)知識做個(gè)分享。

　　圖 1 ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )應用

　　ZigBee協(xié)議?？梢苑譃樗膶?物理層(PHY)、媒體訪(fǎng)問(wèn)控制層(MAC)、網(wǎng)絡(luò )層(NWK)及應用層(APL)。如圖2所示，粉色的部分是由IEEE標準中定義的，淺藍色部分是由ZigBee聯(lián)盟規定的，黃色部分是由設備廠(chǎng)商自行定義。

　　圖 2 ZigBee協(xié)議棧圖示

　　ZigBee協(xié)議棧的物理層及MAC層都是IEEE802.5.14標準中定義的。PHY層(物理層)規定了所使用的頻段，以及所使用的編碼、調制、擴頻、調頻等無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)。

　　MAC層的主要作用規定了無(wú)線(xiàn)信道的訪(fǎng)問(wèn)控制機制，也就是規定各個(gè)設備按照什么規矩輪流使用信道;如果沒(méi)有MAC層協(xié)議，節點(diǎn)一多，沒(méi)有規矩的收發(fā)機制，就會(huì )發(fā)生信號沖突，則無(wú)法正常傳輸數據了。

　　ZigBee協(xié)議棧在802.15.4協(xié)議基礎上定義了網(wǎng)絡(luò )層。網(wǎng)絡(luò )層的主要作用是負責設備的連接和斷開(kāi)、在幀數據傳遞時(shí)采用的安全機制、路由發(fā)現和維護。簡(jiǎn)單說(shuō)，就是保障設備之間的組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)間的數據傳輸。

　　標準的ZigBee網(wǎng)絡(luò )協(xié)議包括協(xié)調器、路由器和終端節點(diǎn)，而建立一個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò )除了必須要有的協(xié)調器之外，僅需加上路由器或終端節點(diǎn)即可。

　　在啟動(dòng)標準ZigBee Pro網(wǎng)絡(luò )通訊前，如果沒(méi)有建立存儲跳轉路徑的路由表，則節點(diǎn)無(wú)法通信，同樣需要定時(shí)地發(fā)送網(wǎng)絡(luò )報文檢查節點(diǎn)是否異常。由此可見(jiàn)，ZigBee Pro不僅啟動(dòng)速度慢，而且定時(shí)發(fā)送網(wǎng)絡(luò )報文占用大量的帶寬。

　　圖 3 ZigBee Pro組網(wǎng)圖示

　　若網(wǎng)絡(luò )上的任意節點(diǎn)都具備對等的數據傳輸功能，且無(wú)須協(xié)調器管理網(wǎng)絡(luò )，那么網(wǎng)絡(luò )中的任何節點(diǎn)都可以主動(dòng)傳輸數據，這樣用戶(hù)就無(wú)需理會(huì )具體的網(wǎng)絡(luò )結構，顯然使用會(huì )更加方便，且施工人員也無(wú)需了解相關(guān)配置等。

　　基于此，致遠電子憑借對無(wú)線(xiàn)技術(shù)的深厚積累以及豐富實(shí)戰經(jīng)驗，在ZigBee協(xié)議棧的基礎上開(kāi)發(fā)了FsatZigBee透明對等網(wǎng)絡(luò )協(xié)議。

　　圖 4 致遠電子FastZigBee組網(wǎng)圖示

　　其特點(diǎn)優(yōu)勢如下：

　　? 啟動(dòng)零延時(shí)：FastZigBee節點(diǎn)上電無(wú)需組網(wǎng)等待，可直接根據配置信息數據輸出，較小喚醒啟動(dòng)組網(wǎng)時(shí)間和功耗;

　　? 節點(diǎn)容量大：FastZigBee采用16bit短地址管理方式，在輪訊機制下，理論上節點(diǎn)容量高達65535個(gè);

　　? 完全透明：FastZigBee采用透明傳輸，用戶(hù)可隨意創(chuàng )建私有協(xié)議格式，不局限與固定第三方協(xié)議;

　　? 無(wú)需二次開(kāi)發(fā)：FastZigBee組網(wǎng)協(xié)議內嵌模塊中，可使用配套軟件或者AT配置命令配置，方便快速組網(wǎng)通信。

　　圖 5 FastZigBee點(diǎn)對點(diǎn)及多點(diǎn)通信圖示

　　一般情況下節點(diǎn)數量不多時(shí)，我們可以通過(guò)配套配置工具即可快速完成配置投入使用。當節點(diǎn)數量到一定的程度是，如果還是一個(gè)一個(gè)節點(diǎn)去配置，顯然非常麻煩，那么可使用AT命令控制FsatZigBee模塊進(jìn)入自組網(wǎng)模式，快速實(shí)現現場(chǎng)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)。

　　圖 6 主機模塊自組網(wǎng)過(guò)程圖示

　　圖 7 從機模塊自組網(wǎng)圖示

　　如若后期需要對現場(chǎng)進(jìn)行更新，對于局域網(wǎng)內節點(diǎn)數量及布局進(jìn)行更改，亦可通過(guò)命令控制主機模塊重新獲取網(wǎng)絡(luò )參數，從機模塊退出之前加入的網(wǎng)絡(luò )，再次進(jìn)入自組網(wǎng)快速完成新的網(wǎng)絡(luò )搭建。

　　圖 8 主機重新獲取網(wǎng)絡(luò )參數

　　圖 9 從機模塊退網(wǎng)操作

　　致遠電子基于NXP JN516X無(wú)線(xiàn)微控制器開(kāi)發(fā)的AW516X系列模塊全線(xiàn)支持自組網(wǎng)功能，AW516X系列產(chǎn)品大幅簡(jiǎn)化無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品復雜的開(kāi)發(fā)過(guò)程，直接提供多路用戶(hù)可配置的AD、IO、PWM接口，使產(chǎn)品可以更低成本快速投入市場(chǎng)。

　　圖 10 AW516X系列模塊實(shí)物圖