zigbee星型拓扑组网结构是怎么通信的？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-06-02 08:17 标签：设计zigbee拓扑

ZigBee无线模块在电能管理系统中的应用谢昕东1 　康小华2 　苏峰3 （1．淄博建筑设计院山东淄博 255000）（2．江西省建筑设计研究总院天津分院天津市 300457）（3．上海安科瑞电气股份有限公司上海嘉定 201801）摘要：随着无线技术的速度发展，无线抄表系统得到了迅速的发展。作为短距离...
随着物联网在各新兴产业的重要位置愈发凸显，各级相关部门要点跟进与积极投入，物联网产业已呈现出蓬勃发展的态势，zigbee作为无线传感器网络重要技术之一，可以较一体地满足物联网需求。而作为物联网较终应用之一的智能家居热潮也必将推动ZigBee技术的普及。 zigbee是满足低传输速率、可靠、低成本、低功耗的小型传...
智能家居经历了一段时间的低潮期之后，因为技术的改进，已经完成了从有线向无线，从电线向电波的转变，如今大部分国家智能家居智能家电供应商大半已经摒弃了综合布线的模式，转而采用了各种无线通讯技术。什么是ZigBee？
1999年由IBM创造的“普适计算”概念，让人们靠前次畅想网络无处不在的前景。如今网络技术的飞速发展让这一预想农业生产体系会得以实现：无线网状网(又称为自筹备网络)可以构建多点对多点的网络架构、ZigBee技术完成定位感知系统、RFID技术则负责部署网络的信息节点，三者的高度结合将实现一个互通、感知的无线...
2012年12月17日，国际ZigBee联盟区域（中国）总部在物联传感揭牌。ZigBee作为目前大部分国家较先进的近程、低速率、低耗能的无线网络技术，和物联网在智能家居、健康保持健康、工农业监测等方面的应用有着很大的结合性。国内智能家居行业虽被看好，却一直不温不火，物联网的出现为国内智能家居发展带来一丝曙光。　　智...
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术，是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和「嗡嗡」(zig)地抖动翅膀的「舞蹈」，来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂...
南京物联总裁新华访谈：物联网与ZigBee技术 [主持人] 各位网友大家好，欢迎收看本期新华访谈。目前，物联网大潮席卷而至，物联网是智能家居发展的一大契机。随着物联网的概念在智能家居中普及开来，智能家居的发展如同插上了翅膀，飞速发展。无论物联网和智能家居发展如何关键，都无法脱离ZigBee标准。我们今...
物联网来了，智能家居开始放弃高傲的身价进入百姓家。目前市场上物联网智能家居的价格参差不齐，高达四五十万，低至不到万元，让人无所适从。相关人士呼吁，厂商不妨推出产品时不宜漫天标价，应该既让用户买得起，自己又合理利润，促进行业快速发展。有线的智能家居普及遭遇瓶颈，上世纪90年代末，智能家居就...
由于有线智能家居存在布线复杂、调试困难、维护不便以及相应的安装维护成本居高不下的致命缺陷，使得智能家居行业还是雷声大、雨点小，一直处于不温不火的阶段。目前国内智能家居控制扔采用传统控制方式，传统控制系统一般是通过有线的方式来组建的，功能需求越多安装越复杂，它具有以下弊端：1.布线复杂，安装空间大。...
每一项新事物的诞生，都有着时代赋予它的特殊意义。智能家居从诞生到发展，也是带着其特有的神圣使命来的。随着大部分国家智能化时代的来临，人们对生活质量的要求也呈现出水涨船高之势，而对于千百年来人类敕以生存的住宅，也提出了更为人性化与智能化的需求。智能家居自诞生的那一刻起，就是为完成这一使命而来...
每一项新事物的诞生，都有着时代赋予它的特殊意义。智能家居从诞生到发展，也是带着其特有的神圣使命来的。随着大部分国家智能化时代的来临，人们对生活质量的要求也呈现出水涨船高之势，而对于千百年来人类敕以生存的住宅，也提出了更为人性化与智能化的需求。智能家居自诞生的那一刻起，就是为完成这一使命而来...
联网照明是智能家庭的一个重要市场。然而，应用看似简单的联网照明，落实设计其实很复杂，需要可靠性、互通性和安全性，IEEE 802.15.4等无线技术与软件定义将助力这个市场实现。对此，Silicon Labs(亦称“芯科科技”)软件业务副总裁Skip Ashton先生近期接受行业媒体专访，针对联网照明及相关无线多协议技术与...
　物联网将会构建一个万物互联的世界，通过感知、分析、控制等技术，将整个物理世界连接成网并提供从未有过的技术支撑，这其中短距离无线通讯起着至关重要的作用。尤其是当前发展较快的物联网智能家居领域，无线技术协议繁多，标准之争愈演愈烈。　　目前，多种短距离无线传输技术在物联网领域得到广泛的应用，竞争比较...
WIFI技术目前虽不如ZigBee等通信技术在智能家居应用更为广泛，但WIFI技术应用于智能家居同样有其他技术难以比拟的优势。之所以讨论WIFI技术在智能家居中逆袭，是因为WIFI技术虽然是无线智能家居的一种主流技术，但影响力远不如ZigBee等通信技术，在智能家居中应用范围还十分有限。同时，随着节能技术的引进和芯片工...
物联传感智能家居远程控制手机或者平板控制，物联传感智能家居系统软件支持ios系统或者android系统的平板或者手机，通过GPRS上网实施一次控制，即时通信与反馈，能够即时看得见被控制的结果，手机软件完全免费，信息走流量，不产生费用。有些其他的智能家居系统，不需要用户安装软件，只要电脑、手机能够上网，通过IE...
我厂专业生产KNX灯控线i-BUS总线电气安装总线智能控制在建筑领域是一个非常普及的控制系统，一个符合时代和趋势的行业技术标准，不可否认地会大大加快一个行业的发展。KNX是一个国际化的住宅、大厦控制标准，应用于家庭、楼宇控制已经有近30年的历史。国内“KNX系统”概念起源于二十世纪90年代末，进入中国已...
由于太阳能在内的可更新能源的能量密度低、随机性强，以是由其组成漫衍式光伏发电体系的网络拓扑布局与传统的会合式发电体系的网络拓扑布局有明显的区别。此时，应凭据对本地可更新能源的漫衍预测、随机性与可用性评估和荷程度评估，提出基于可更新能源的漫衍式发电体系的网络拓扑；研究漫衍式发电体系中母线电...
　　密室门设计智能门锁包括通信模块、控制模块、保护模块和锁栓驱动机构，同时在密室门设计上智能门锁还包括红外探测模块，红外探测模块连接NFC模块，过压保护电路模块和防雷击保护电路模块、且分别与控制模块连接，密室门设计智能门锁不仅成本低、使用便捷、安全性高、功能多样，且人性化程度高，是一种可远程开关门锁...
南京物联传感技术有限公司拥有大部分国家范围内较为完整的智能家居系列产品，是大部分国家500强企业物联网技术的高层度合作伙伴，为推动我国物联网技术的快速发展。公司主要从事智能家居系统，智能家居加盟，智能家居控制系统，物联网智能家居，物联网传感器，物联网控制器，无线智能家居，ZigBee智能家居，ZigBeeHA智能...
工业数据无线传输中，常涉及到诸如GPRS、433、Wifi、Zigbee模块等这些概念，如何理解，怎么区分，可能很多人并不知道，尤其是非技术人员。深圳信立科技小编从七个问题深入诠释了GPRS、433、Wifi、Zigbee模块概念和区别。 1、GPRS模块是什么？有哪些功能？ GPRS DTU是一种物联网无线数据终端，利用...
目前，在大部分国家范围内，"无线取代有线"已经成为一个不可逆转的趋势，在家庭物联网领域这种趋向更加明显。可以说，家庭自动化也就是通常所说的"智能家居"已经成了先进无线技术的竞技场，不同企业采用了不同的技术解决方案，使用效果也千差万别。这里我们着重介绍在智能家居行业较流行的四种无线技术，即WiFi、Z...
据行业资历丰富人士分析，“无线”和“环保”将成为未来智能家居行业的两大趋势。另据分析，中国目前拥有1亿多智能家居家庭客户，构成一个巨大的商业市场。有人预计，在这个市场中，平均每家每年花费1000元，就有1000亿元的市场。而事实上，家庭消费远不止这个数字，因此，智能家居行业在中国有着较...
每一项新事物的诞生，都有着时代赋予它的特殊意义。智能家居从诞生到发展，也是带着其特有的神圣使命来的。随着大部分国家智能化时代的来临，人们对生活质量的要求也呈现出水涨船高之势，而对于千百年来人类敕以生存的住宅，也提出了更为人性化与智能化的需求。智能家居自诞生的那一刻起，就是为完成这一使命而来的。为...
Zigbee智能插座_物联无线美规插座物联无线美规插座，是基于ZigBee技术而研发的这款新型产品。这款产品可支持移动智能终端设备与无线网络，实现手动或远程控制，且完全符合IEEE802.15.4 ZigBee/SmartRoom HA协议标准，适用于任何ZigBee/SmartRoom HA协议的网络中。本产品应用广泛，除了常见的智能家居系...
现在用作智能家居通讯的协议主要有Z-Wave、ZigBee、433、蓝牙、wifi。其中蓝牙和wifi都不适合做智能家居系统，蓝牙是单个控制的，不适合家居的多个控制；wifi用于智能家居也相当不稳定，能连接数量只有6个左右，所以不适合。其余的Z-Wave、ZigBee、433可以广泛应用于智能家居领域。其中的智能家居系统硬件包括多个子系...
酒吧创意门包括有锁体和主锁舌，锁体包括有前壳体和后壳体，前壳体和后壳体之间形成容置空间，容置空间内设置有电池盒、驱动电机和主锁舌，电池盒置于驱动电机的一侧，且电池盒可为驱动电机供电，驱动电机控制主锁舌的伸出和收起；容置空间内设置有身份识别装置，身份识别装置与驱动电机相连接，身份识别装置可控制主锁...
随着诸如无线wifi技术、无线红外技术、无线zigbee技术的智能家居更是成了主力，国内的zigbee物联网行业的生产服务商如今同样提出了全新的智能家居理念，随着物联网发展的兴起，智能家居潜力发展让我们拭目以待！永远追求的核心技术，智能家电即使再好用，那也只是细枝末节！智能家居的相关负责人介绍道，“智能家居...
近年来，智能化逐渐走进了我们的生活，颠覆了传统的家居生活理念，并带来了全新的生活方式。较近几年来，各界的商家都往智能化的方向倾斜。业内人士就表示，要实现家居智能化，首要考虑的两个因素便是简单化和一体化，为家居提供便捷的生活解决方案。　　家居智能化蓝图　　智能家居系统让您轻松享有生活。出门在外，您...
2015物联网暨智能家居大部分国家高峰论坛将于23日在南京举行，不过关于论坛的很多消息都已经传开了。很多人都有疑问，此次论坛会议的主题是“物联世界，智慧万家”，探讨的是物联网行业智能家居相关的课题，为何却能吸引像飞利浦、华为、阿里、德州仪器等这种巨头的参与呢?答案是物联网。物联网目前...
作为国内知名传感器设计制造商，信立科技主营工业控制、环境监测、无线传感、数据采集四大类产品，它们被广泛用于石油化工、航空航天、电力、水利、食品加工、仪器健康、通讯机房、暖通空调、智能楼宇、智慧农业、冷链物流等领域。近年，信立科技始终致力于无线传感器及网关等配套产品的研发和推广。随着物联网的兴起，...
今天上午，江苏省科技厅党组副书记、副厅长曹苏民，新东方联合创始人、“真格”天使投资设立资金创始人徐小平等一行，来到南京物联传感技术有限公司南京总部参观访问，对物联传感公司及智能家居系统进行了深入了解。去年10月，由ZigBee联盟联合物联传感举办的“2015物联网暨智能家居大部分国家高峰论坛&r...

ZigBee三种典型组网方案：1. 点对点通讯；2. 点对多点串口通讯；3. 点对多点ZigBee+GPRS网络通讯。
简要说明：比较常见的是两台PLC之间的通讯，使用F8914 ZigBee无线终端代替RS 485或232的有线连接。PLC型号有：欧姆龙、西门子、施耐德、三菱、莫迪康、永宏等等。除了PLC之外，连接各类传感器设备都是可以的，前提是有RS 485/232串口。
2. 点对多点串口通讯：
简要说明：此拓扑为：本地中控室的pc机服务器采集楼层里电表的数据。当然除了接智能电表外，还可以接各类传感器（如温湿度传感器、压力传感器、耗氧量传感器）、各类PLC从站等等。其中F8914终端设备可以用8913D等小模块（可嵌入各类传感器中）进行代替。
1）使用F8X14网关（其中x表示网络制式，如F8114表示GPRS网关）
简要说明：此拓扑为：8913模块嵌入到充电桩中，将数据通过F8114网关传输到云管理平台去；也可以通过本地RS 232/485串口进行数据的获取。当然可以将充电桩换成各类小型传感器（如温湿度传感器、粉尘传感器等）或者由MCU控制的自动化设备等等。
2）使用F8X26网关（其中x表示网络制式，如F8126表示GPRS网关）
简要说明：此拓扑为：通过云管理平台可以实现远程采集农业大棚里温度传感器的4-20mA的电流，从而能够实时监测大棚温度，对农作物进行合理管控；也可以通过lan口本地采集、wifi无线本地采集或者RS 232串口进行本地采集。当然也可以将温度传感器（信号输出为4-20mA的模拟量）换成RS 232/485串口设备。同样F8914终端也可以用891x系列的小模块替代。

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根据交通系统的具体特点，提出了一种基于ZigBee和GPRS网络相结合的方法来实现城市交通干线的覆盖思路，给出了基于的链状无线通信网络实现方法。该方法可通过计算节点之间的值来实现智能报站和智能定位功能。

借助于无线传感网络实现的结构、网络层路由协议和应用层协议在智能交通系统中对保证传输高效、稳定有重要作用。然而，ZigBee协议支持的拓扑结构主要是星型、树状和网状结构，和交通系统中节点的拓扑结构不是很吻合。智能交通系统的网络是一个自组织功能很强的网络，因此，本文根据智能交通系统本身的特点来设计与之相符合的网络拓扑结构，并提出了其在智能报站和定位上的应用。

1 FFD和RFD相结合的链状拓扑结构的设计

在ZigBee网络中，通常需要两种不同类型的设备：FFD（具有完整功能的设备）和RFD（简化功能的设备）。其中，FFD通常有三种工作状态：主协调器、路由器设备和终端设备。

为了能够和交通管理中心取得联系，通常需要在车辆上安装RFD节点；而要与交通管理中心取得联系，就必须加入一种带有高速数据处理技术（GPRS）相结合的FFD节点作为ZigBee网络的协调器，当然，还必须要有FFD作为路由节点。所有的RFD和FFD相结合，将成为一种链状的网络结构。其结构如图1所示。

通常其在链中的位置设置为0，当此FFD收到了组网的命令时，根据交通系统的要求设置以广播的方式发出组网帧。该帧中必须携带有一个字节用于表示节点的位置信息，该节点主要负责网络的组建立和远程控制部门的信息交换。

当接收到广播后，会先把源节点的地址信息保存起来，并且通知源节点已经收到了广播，之后将携带有位置信息的组网帧广播出去，网帧中携带的位置字段是被修改后的新的位置信息。上一级节点收到了应答消息后，会把下一级节点的地址信息保存起来。RFD节点确定自己在链中位置的方法是将收到组网帧的位置字段的信息加1，广播信息按照这种方式一直一环扣一环传递传播下去，直到位置字段的信息到了协调器节点规定的最大路由级数。

一般可以安装在两个公交站点之间的电线杆上，主要负责上下行不同网关的网络信息的交换以及处理移动车辆信息的交换。

2 RFD与FFD节点的有效距离研究

我们是通过接收到的信号强度来确定节点之间距离的，天线接收到的，经过反向通道基带接收滤波器后，测量电路可以得到接收机输入的平均信号强度指示，这个信号强度指示值我们用RSSI（Received Signal Strength Indication）来表示，通过这个信号强度的值可以确定出移动车辆与FFD的有效距离。

在基于接收信号强度指示RSSI的定位中，已知发射节点的发射信号强度，接收节点根据收到信号的强度，计算出信号的传播模型，利用理论和经验模型将传输损耗转化为距离，再利用已有的算法计算出节点的位置。基站接收到用户节点的信号强度和基站与节点之间距离的关系式为：

其中，P（d）表示基站接收到用户节点的信号强度；P（d0）表示基站接收到在参考点：d0表示发送表示发信号的强度，假设所有节点的发送信号强度相同：n表示路径长度和路径损耗之间的比例因子，依赖于建筑物的结构和使用的材料；d表示需要计算的节点和基站间距离；nW表示节点和基站间墙壁个数；C表示信号穿过墙壁个数的阈值；WAF表示信号穿过墙壁的衰减因子，依赖于建筑物的结构和使用的材料。

RSSI值和节点距离关系的测试：在测试和应用中，相邻节点之间的距离不同，节点设置的功率增益也不同。分别在功率增益为-9 dBm和0 dBm时，调节发送节点和接收节点之间的距离，测量不同的RSSI值。将测试结果和式（1）进行比较，可以发现，RSSI值和距离之间的关系并不完全和式（1）计算的结果相吻合。这是由于采用RSSI值对距离的测量并不是非常精确，会受到周围环境以及气候的影响。但在本应用中，移动节点和路由节点之间的距离只需要一个大致的评价，并不需要达到很高的精度，所以，RSSI值对判断公交车与临时停靠站之间的距离是很有用的参数。

3公交车报站功能的实现

图1中的小圈代表在道路上行驶的交通车辆，这些交通车辆上面也携带有ZigBee节点。当携带有ZigBee节点的车辆接收到了来自站台的ZigBee节点发送过来的信息后，会对RSSI值进行判断。当RSSI值达到了设定的阈值后，可以假设移动的车辆已经到达了临时停靠点。公交车的igBee节点会向临时停靠站的节点发送一个到站信息，其中携带有自己的车牌号码、司机姓名等信息。临时停靠点的ZigBee节点收到这个数据帧后，会根据车牌号码去查询数据库，然后将站台信息发给公交车的ZigBee节点。获得了临时停靠点返回的数据帧后，ZigBee节点会提取出有用的信息，并通过语音系统在公交车上广播站台信息，提示乘客到站下车，下站乘客做好下车准备。公交车广播了站台信息后，ZigBee节点会继续给临时停靠站节点发送一个离站的数据帧，通知临时停靠站的节点车牌号码为XXXX的公交车已经离开了该临时停靠站。临时停靠站的ZigBee节点会在数据库中记录下车牌号码为XXXX的公交车到站时间和离站时间，并且这个信息会在网络空闲的时候发送到交通管理中心。图2所示为车辆报站数据帧格式图。

假设现在交通局要查询车牌号码为闽B3H057的75路车的公交车的行驶位置。交通局通过GPRS发送给该路段的临时停靠站节点需要查询的信息，例如，PPYUEB3H057ROAD75，表示要查询车牌号码为闽B3H057的75路车的公交车所在位置。从农林大学到火车站之间的临时停靠站都会通过GPRS节点收到这个查询信息。临时停靠站的节点收到GPRS信息后，首先会把信息进行广播，然后等待一个短暂的时间。在这个短暂的时间内，收到这个广播信息的移动节点会检测自己的车牌号码和路线号码。当自己的车牌号码和路线号码与查询的号码一致的时候，移动节点会发送给临时停靠站节点一个数据帧，以确认自己在临时停靠站附近。收到确认信息的临时停靠站的节点会通过将信息转发到交通控制中心。

如果在这个短暂的时间内，临时停靠站节点没有收到移动节点的应答消息，临时停靠站的节点会向它的下一站ZigBee节点发送询问信息。下一站ZigBee节点会和临时停靠站的节点一样，将信息进行广播，然后等待一个短暂的时间，直到ZigBee节点的应答。如果被询问的移动车辆就在这个路由节点的附近，移动车辆会给路由节点发送一个应答消息。收到应答消息的路由节点会将确认消息转发到上一级节点。临时停靠站节点会根据路由的级数推算出移动车辆距离临时停靠站的距离。如果临时停靠站的下一级路由节点依然没有搜索到移动车辆的位置，搜索信息会继续转发到下一级路由节点。任何一级路由节点收到信息的确认帧后，都会将信息通过路由节点转发到临时停靠站节点，最终由临时停靠站节点的GPRS模块将信息发送到交通管理中心。图3所示是其移动节点定位图。

本文重点分析了交通系统的特点和一些重点需要解决的题。根据这些信息，提出了采用ZigBee和GPRS网络相结合的方法来实现城市交通干线的覆盖，从而实现了智能报站、重要交通信息发布等应用。

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