ZigBee网络的拓扑结构和路由优化技巧

1.拓扑结构

ZigBee是以一个个独立的工作节点为依托，通过无线通信组成星状、串（树）状或网状网络，因此，每个节点的功能并非都相同。为降低成本，系统中大部分的节点为子节点，从组网通信上，它只是其功能的一个子集，称为半功能设备（RFD）；而另外还有一些节点，负责与所控制的子节点通信、汇集数据和发布控制，或起到通信路由的作用，称之为全功能设备（FFD），如图3-2～图3-4所示。

图3-2　星状网络拓扑

在星状网络中，所有的节点只能与协调器进行通信，相互之间的通信是禁止的。而在网状网络中，全功能节点之间是可以相互通信的，每个全功能节点都具有路由功能，半功能节点只与就近的全功能节点进行通信。

ZigBee网格或树型网络可以有多个ZigBee路由器。ZigBee星型网络不支持ZigBee路由器。

ZigBee联盟制订可以采用星形和网状拓扑，也允许两者的组合，称为丛集树状。

2.路由

在路由选择和路由维护时，ZigBee的路由算法使用了路由成本的度量方法来比较路由的好坏。成本，即众所周知的链路成本，与路由中的每一个链路相关。组成路由的链路成本之和为路由成本。

图3-3　串（树）状网络拓扑

图3-4　网状网络拓扑

ZigBee路由和协调器需要对路由表进行维护。ZigBee路由和协调器也可保存一定数量的入口，仅仅在路由维护时使用这些入口，或者在耗尽所有其他的路由容量的情况下使用这些入口。(www.xing528.com)

路由选择是在网络中的设备相互合作的条件下选择，并建立路由的一个流程，该流程通常与特定的源地址和目的地址相对应。路由选择包括如下流程：

（1）路由搜索的初始化。

（2）接收路由请求命令帧。

（3）接收路由应答命令帧。

ZigBee基本的路由算法如图3-5所示。

图3-5　ZigBee基本路由算法