更具魯棒性的ZigBee解決方案的開發設計

　　ZigBee在無線傳感器領域中受到了人們的密切關注，主要是由于ZigBee承諾能為可靠、高性價比和低功率的無線通信提供全球性統一規范。并且在目前的無線設備市場中，ZigBee聯盟經過不懈地努力已經將ZigBee的地位提升了一大步。僅僅用了幾年的時間，該聯盟就發展了200多家聯盟成員。ZigBee芯片組和協議棧已經可以很容易地從許多供貨商那里得到。去年市場上已經出現第一套ZigBee終端產品。

　　通過精心地定義ZigBee規范中的網絡和應用層，ZigBee聯盟希望獨立的設備制造商能夠開發出可以互操作的優秀終端產品。成員們對ZigBee芯片組給予了很高的期望，希望能夠幫助OEM制造商進一步降低成本，從而為系統集成商和終端用戶提供低成本的終端產品。

　　隨著市場需求的增長以及大量的志愿者投入研究ZigBee規范，現在已經到了將一個低成本、低功率的無線通信系統的可行性方案提供給人們的時候了。本文將討論設計和集成一個ZigBee方案時應該考慮的一些重要因素。文中的許多內容來自MaxStream公司在研發其首套ZigBee認證產品——XBee OEM無線模塊過程中所獲取的經驗。

　　1. ZigBee網絡

　　ZigBee定義了三種節點類型：協調器、路由器和終端設備。協調器可以通過選擇網絡的工作信道和個域網識別標志(PAN ID)來啟動一個ZigBee網絡。一旦網絡啟動，路由器和終端設備就能加入網絡。協調器和路由器都能通過網絡發射和路由數據，并且允許其它的路由器和終端設備加入。終端設備不能參與路由數據，因此在不發射和接收數據時可以休眠。當設備加入ZigBee PAN時，設備間的父子關系即形成，加入的設備為子，允許加入的設備為父。一個簡單的ZigBee網絡如圖1所示。

　　2. ZigBee尋址

　　ZigBee設備支持兩種地址類型：一種是64位IEEE地址，另一種是16位網址。64位地址在所有ZigBee設備之中是唯一，其中包含一個由IEEE分配、也是全球唯一的24位制造商特定組織識別符(OUI)。

　　當設備加入ZigBee個域網時，它可以從允許其加入的父設備上獲取16位網址。該網址在個域網內被規定為唯一。該網址用于數據傳輸和數據包路由。用于路由數據包的路由表存放著各個目標設備和下一跳設備的網絡地址。因此個域網的各設備都必須有明確且唯一的網絡地址，以保證數據能到達正確的設備。

　　然而，在有些條件下一個設備的地址可能會改變，或者是多個節點可能接收到同一個地址。例如，如果終端設備被移除或失去與父設備的聯系，它就必須重新連接網絡，這可能導致它接收到一個新的地址。另外，如果協調器被一臺新設備所替換，新協調器會不知道哪些地址是之前的協調器分發的。新協調器分發給設備的地址很容易與已有的網址重疊。

　　ZigBee聯盟正在加緊研究解決這些地址問題的對策，并將解決方案整合到ZigBee規范中去。但是，一些協議棧和模塊提供者，譬如MaxStream公司已經研發出解決這些問題的方法。