如何选择正确的无线协议：802.15.4、zigbee以及专有网络对比

类，再通过航空、海运或陆路方式将信件寄到最终目的地。信件要想达到收信人的手中，在收信人一方的邮局也必须经过相反的一套程序，先是寄到收信人所在的邮局，按目的地分类，再发送到收信人的邮箱，最终达到收信人手里。寄信过程实际反映了一个四层通信协议。写信是第一层，当地邮局的收发是第二层，邮局对信件分类是第三层，而信件运输方式则是第四层。每一层都有自身的任务，也只同相邻层有关。信件只有从整个环节的一端传送到另一端，信件的内容（或应用数据）才能在双方之间得到成功交流。

　　OSI 模型涉及 7 个不同的软件层。应用层是直接针对用户的界面。表示层将消息格式化为进出网络的格式，通常体现为消息加密和/或编码。会话层创建并管理网络上任何两个设备间的逻辑链接。传输层负责提供可靠的端对端通信功能。如果传输层的故障过于频繁，那么通道噪声可能过大，或链接本身质量不佳，这时就要通知会话层在发生故障的节点间建立新的链接。网络层负责网络路由机制，而不同设备间的消息传输则由数据链路层负责。数据链路层确保消息点对点交付，但消息在物理介质上的实际传输则由物理层负责。这样，消息就能从 OSI 模型的一端传输至另一端。

　　设计人员可以选择实施不同数量层的协议，并能根据应用需要选择定制其它层。目前大多数网络实施方案实际上都不能完全实施所有的层，需要根据协议要求将某些层的功能加以混合。事实上，OSI 模型是我们理解协议架构复杂性和不同功能的最佳框架。设计人员应当明白自己的解决放案要实施哪些功能，哪些功能可不予以考虑。

　　为了明确到底在 zigbee、802.15.4 和专有网络之中选择何种无线协议，我们列出一些选择标准：

　　应用考虑事项

　　稳健性与可靠性

　　简便易用性

　　硬件及 RF 考虑事项

　　下面我们将详细讨论上述各标准。

　　应用考虑事项

　　网络设计的初始步骤与其它任何系统设计工作一样，都是定义应用的高级要求。下面我们列出一些最重要的网络参数，这是在确定任何无线协议作为最终解决方案之前都应加以明确定义的。我们随后在本文中将根据这些标准来介绍可能的实施方案，而这些选择标准和协议本身都将得到进一步详细说明。

　　网络拓扑

　　应用需要多少个节点？节点采取什么样的基本组织形式？

　　通信可靠性

　　网络对每个数据包的接收有多重要？

　　网络安全性

　　数据是否需要确保安全？如果需要的话，网络数据传输的绝对安全性到底有多重要？

　　定制和设计的灵活性

　　网络协议解决方案需要进行多大程度的定制化以满足应用需求，协议是否提供无约束设计？

　　开发时间及协议复杂性

　　这一条与第 4 项密切相关，有关协议本身的复杂性有多高？

　　互操作性

　　与其他厂商技术的互操作性是否能使最终产品受益？最终产品是否会成为完全专有解决方案？

　　图4给出了四种最常见的无线网络拓扑实施方案。

　　点对点网络拓扑支持网络上不同节点间的单向或双向链接。只有节点处在连接范围以内时才会相互通信，因为保持直接的物理链接是其通信的必要条件；唯一的例外是广播消息，其可以通过网络重复广播传播。树状网络拓扑中，每个网络节点都与其父节点相关联，网络寻址也会反映出这种节点关系，这与 IP 因特网地址非常类似。这样，我们就能实施更加有效的路由算法，因为更多的节点网络地址位数可以反映出某个节点相对于其对等节点的关系。星形网络可将单个节点视为网络协调点，负责各种可能的网络管理控制工作，如节点关联、节点网络加入与链接许可、消息转发以及安全交换等。星形网络依靠协调点来保持网络通信，如果协调节点出了问题，网络通信也会受到影响。

　　从最基本的意义上说，网状网络是指每个节点至少要有两条连接路径的网络。而全网状网络是指每个节点都有到其它节点的直接连接的网络。全网状网络在许多情况下是不合理的，因为这很快就会将网络规模限制在连接能力最弱的设备所覆盖的最小网络范围内，而网状网络的要求又过于严格。然而，人们会在两种情况之间找到某种折中，通过某个中央节点发起网络，用树状寻址技术来定位节点并管理节点间的关联关系。范围扩展器也称路由节点，可在网络中发送消息，如果一个节点或协调节点出了问题，网络仍能继续正常工作，只是会在一定程度上影响操作性。自愈路由发现以及路由过期 （route expiraTIon）等其它优异特性可提高路由算法的可靠性与效率。

需要考虑的另一个重要因素是使用某协议所涉及的财务成本。使用某组织提供的专有网络协议一般要支付会员费或专利使用费。不过使用 zig