ZigBee的系统结构和组网方式

ZigBee 技术以其低成本、低功耗、网络容量大、传输时延短和可靠性高等特点，在环境监测、智能家居、楼宇自动化、工业控制等领域得到广泛应用，今日小编将对ZigBee的系统结构与组网方式进行分析。

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ZigBee的体系结构

ZigBee体系结构主要有物理（PHY）层、媒体接入控制（MAC）层、网络/安全层以及应用框架层构成。

IEEE 802.15.4标准定义了ZigBee协议的PHY层和MAC层，而ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化，还开发了安全层，这才真正形成了ZigBee协议栈。

其中PHY层的特征是启动和关闭无线收发器，能量检测，链路质量，信道选择，清除信道评估（CCA），以及通过物理媒体对数据包进行发送和接受。

MAC层的特征是：信标管理，信道接入，时隙管理，发送确认帧，发送连接及断开连接请求。除此之外，MAC层为应用合适的安全机制提供了一些方法。

网络/安全层主要用于ZigBee的LR WPAN网的组网连接、数据管理以及网络安全等。

应用框架层主要为ZigBee技术的实际应用提供一些应用框架模型，不同应用场合，不同厂商提供的应用框架是有差异的。

ZigBee的组网流程

当第一个FFD设备被激活后，首先进行对物理层所默认的有效信道进行能量扫描，以检测可能的干扰，并对检测到的信道按能量值大小进行信道排序，然后执行主动扫描过程以选择一个最佳信道作为当前工作信道。第一个成功建立网络的节点也即协调器节点（在MSSTATE_LRWPAN协议栈中，协调器节点在网络建立过程中不进行信道扫描，直接根据天线的设计频点采用指定的信道进行通信，以达到最佳通信效果)。网络建立之后，所冇其它节点（FFD成RFD)均作为网络中的子节点发送入网请求，寻找其通信范闱内的网络，如果找到网络，.节点报椐所获収的网络信息选择一个父节点提出入网申请。并等待父节点的请求响应。父节点收到一个入网申请后，将报椐请求信息做出是否允许加入网络的判断，若允许加入，父节点将发出请求响应，告知子节点。子节点收到请求响应后，将获得一个父节点分配给它的一个网络地址（也叫短地址）作为在网络内的唯一身份标识。至此节点成功加入网络。首个FFD激活节点将作为协调器广播信标帧，同时接受新节点的入网请求。