ZigBee如何快速一鍵自組網？

ZigBee技術作為物聯網領域最常用的無線技術，經常受限於協議棧開發難、組網過於繁瑣等問題而難以應用，這裡將為您介紹ZigBee如何快速一鍵自組網?

ZigBee技術作為物聯網領域最常用的無線技術，目前在智能家居、農田智能管理、節能應用等行業得到大量應用。為方便大家利用ZigBee進行項目開發，今天對ZigBee協議棧及組網相關知識做個分享。

圖 1 ZigBee無線網路應用

ZigBee協議棧可以分為四層:物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、網路層(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聯盟規定的，黃色部分是由設備廠商自行定義。

圖 2 ZigBee協議棧圖示

ZigBee協議棧的物理層及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、調製、擴頻、調頻等無線傳輸技術。

MAC層的主要作用規定了無線信道的訪問控制機制，也就是規定各個設備按照什麼規矩輪流使用信道;如果沒有MAC層協議，節點一多，沒有規矩的收發機制，就會發生信號衝突，則無法正常傳輸數據了。

ZigBee協議棧在802.15.4協議基礎上定義了網路層。網路層的主要作用是負責設備的連接和斷開、在幀數據傳遞時採用的安全機制、路由發現和維護。簡單說，就是保障設備之間的組網和網路節點間的數據傳輸。

標準的ZigBee網路協議包括協調器、路由器和終端節點，而建立一個ZigBee網路除了必須要有的協調器之外，僅需加上路由器或終端節點即可。

在啟動標準ZigBee Pro網路通訊前，如果沒有建立存儲跳轉路徑的路由表，則節點無法通信，同樣需要定時地發送網路報文檢查節點是否異常。由此可見，ZigBee Pro不僅啟動速度慢，而且定時發送網路報文佔用大量的帶寬。

圖 3 ZigBee Pro組網圖示

若網路上的任意節點都具備對等的數據傳輸功能，且無須協調器管理網路，那麼網路中的任何節點都可以主動傳輸數據，這樣用戶就無需理會具體的網路結構，顯然使用會更加方便，且施工人員也無需了解相關配置等。

基於此，致遠電子憑藉對無線技術的深厚積累以及豐富實戰經驗，在ZigBee協議棧的基礎上開發了FsatZigBee透明對等網路協議。

圖 4 致遠電子FastZigBee組網圖示

其特點優勢如下：

? 啟動零延時：FastZigBee節點上電無需組網等待，可直接根據配置信息數據輸出，較小喚醒啟動組網時間和功耗;

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

? 完全透明：FastZigBee採用透明傳輸，用戶可隨意創建私有協議格式，不局限與固定第三方協議;

? 無需二次開發：FastZigBee組網協議內嵌模塊中，可使用配套軟體或者AT配置命令配置，方便快速組網通信。

圖 5 FastZigBee點對點及多點通信圖示

一般情況下節點數量不多時，我們可以通過配套配置工具即可快速完成配置投入使用。當節點數量到一定的程度是，如果還是一個一個節點去配置，顯然非常麻煩，那麼可使用AT命令控制FsatZigBee模塊進入自組網模式，快速實現現場動態組網。

圖 6 主機模塊自組網過程圖示

圖 7 從機模塊自組網圖示

如若後期需要對現場進行更新，對於區域網內節點數量及布局進行更改，亦可通過命令控制主機模塊重新獲取網路參數，從機模塊退出之前加入的網路，再次進入自組網快速完成新的網路搭建。

圖 8 主機重新獲取網路參數

圖 9 從機模塊退網操作

致遠電子基於NXP JN516X無線微控制器開發的AW516X系列模塊全線支持自組網功能，AW516X系列產品大幅簡化無線產品複雜的開發過程，直接提供多路用戶可配置的AD、IO、PWM介面，使產品可以更低成本快速投入市場。

圖 10 AW516X系列模塊實物圖

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