Zigbee框架体系结构及组网技术的研究

，路由查找及传送数据等功能。

Zigbee的自动组网和网络自愈功能也主要体现在网络层。当一个网络节点加入或者退出时，Zigbee可以自动重新计算网络，选择最合适的网络传输线路。如图：

a)Zigbee可以自动搜索和感知临近的网络，形成交互网络。台灯与无线开关之间形成网路。

b)需要信息传递时，自动搜寻最合适的网络。台顶与开关交互式，自动监测，通过粗的红色线路形成数据交互链路。

c)当其中某个或多个节点关闭时，Zigbee自动重新链接网络，重新定义线路。当图中3个蓝色节点关闭后，台灯与无线开关重新定义并链接。如图4所示：

②安全层

安全层(Security Service Provider，SSP)是Zigbee独立开发出来进行信息安全验证的功能模块，在OSI和TCP/IP模型中都没有体现。它主要负责实现信息交换的密钥管理、密钥存取等功能。

③应用程序接口

应用程序接口(Application Interface，API)负责向用户提供简单的应用软件接口，包括应用子层支持(Application Sub-layger Suppo rt，APS)和Zigbee设备对象(Zigbee Device Object，ZDO)等，实现应用层对设备的管理。

应用于层支持(Application Sub-layger Support，APS)提供网络层与应用层之间的链接界面，维持两个层面之间的链接表，并在链接之间传递信息，并维持建立着一个ASP资讯库。

Zigbee设备对象(Zigbee Device Object，ZDO)的功能包括起始应用支持层次，网络层以及安全服务等，并负责建立上层应用所需要的各种资讯，发出或回应上次应用的链接要求，发现同一个网络上的装置与应用服务、以及为网络装置之间建立安全关系等。

2 Zigbee的组网研究

Zigbee的组网一般来说就是指以Zigbee为主要无线传播技术的无线局域网络搭建。在无线局域网络的搭建过程中，一般需要无线信息的接收和发射装置，信息的调制解调装置等。

针对Zigbee的网络组建，Zigbee定义了2种网络设备：全功能设FFD(Full Functional Device，FFD)和精简功能设备RFD(Reduced Funct ion Device，RFD)。其中全功能设备FFD具有框架结构中MAC层的全部的网络功能，即可以用作信息的发射和接受装置，也可以用作信息的调制解调装置;而精简功能设备RFD只提供了MAC的部分功能，即只能进行信息的发射和接受，不能进行信息调制解调。与功能相对应的，全功能设备FFD在网络链接中可以处于任何位置。

针对网络中各节点的链接方式，Zigbee定义了Zigbee网络的三种拓扑结构。由全功能设备FFD和精简功能设备RFD的设备功能不难发现，链接两个或两个以上节点的只能使用全功能设备FFD。所以大部分Zigbee网络的拓扑结构表示如图5所示。

其中：链接两个或两个网络节点的节点必须为网络链接设备，可以是网络交换姐、网桥、集线器等，主要进行网络搜索和链接功能，在Zigbee网络中可以使用全功能设备FFD，支持任何一种拓扑结构，可以作为网络中心节点，也可以作为普通节点，并且可以和任何一种设备进行通信。只链接一个节点的节点为网络终端节点，只能使用精简功能设备RFD，只支持星型网络结构，作为网络终端使用。可以和中心节点和其他几点进行通信，实现网络信息收发功能。

3 结论

基于Zigbee网络的低功耗、低成本、低报文吞吐率，高的网络自组织、自愈能力强的特点。另外，Zigbee耗电量少，不需要频繁更换电池，非常适合应用与没有电源支持的系统和便携式系统中，因此在传感器网络中必将获得的广泛的应用。

1)智能家居系统和楼宇自动化。主要包括家庭无人值守系统，自动感应家庭安全，放火防盗，家庭自动照明、感应系统等。

2)保健护理系统。在病人的服装里潜入Zigbee系统模块，自动检测采集病人的血压、心跳、体温等。做到的病人的医疗情况可以进行24监控，确保医生随时掌握病人情况。

3)工业检测系统。利用Zigbee和传感系统可自动收集、分析工业数据，检测危险信号，做事故的早期预报、高速运行系统的检测与维修。

4)现代农业自动管理系统。在现代农业中，自动管理成为农业现代化的一个重要组成。利用Zigbee的大容量信息检测功能，自动采集土壤湿度、空气质量、温度、气压等信息，经无线传输至中央处理，根据预设信息，提早发现问题，或者对信息进行处理，自动启动升温、降水、光照系统等。