Zigbee設備類型

Zigbee協調器（Coordinator） ：是zigbee設備類型中最復雜的，存儲容量大、計算能力強，負責網絡的構建、維護和管理。協調器通常稱為Zigbee網關，負責與Wi-Fi等其他協議的轉換，是整個網絡的中心中樞。

Zigbee路由器（Router） ：在zigbee網絡中既可以做為父節點也可以做為子節點，主要進行信息轉發，為遠端節點與協調器提供通信通道。

Zigbee終端設備（End-device） ：向路由節點傳遞數據，沒有路由功能、低功耗（一般使用電池供電）、可選擇休眠與喚醒。

Zigbee協議棧概念

協議棧就是將Zigbee應用中每層定義的協議都集合在一起，給用戶提供API接口進行不同協議的調用，Zigbee協議棧架構分為四層，每層都有各自的主要功能。Zigbee協議棧分為四個主要層次，分別是物理層（PHY）、介質訪問控制層（MAC）、網絡層（NWK）和應用層（APP）。以下是每個層次的主要功能：

物理層（PHY）：

功能： PHY層定義了無線通信的物理特性，包括頻率、調制方式、傳輸功率等。它負責將邏輯比特轉換為物理信號以進行傳輸。

介質訪問控制層（MAC）：

功能： MAC層處理介質訪問控制，負責協調和管理設備之間的數據傳輸，以及處理與網絡同步相關的任務。

網絡層（NWK）：

功能： NWK層處理設備之間的路由和網絡拓撲結構。它負責設備之間的尋址、路由和數據包轉發。

應用層（APP）：

功能：應用層定義了設備間的應用數據交換格式和協議，確定了Zigbee設備的功能和行為。
這些層次協同工作，構成了Zigbee協議棧，提供了一個完整的通信框架，使Zigbee設備能夠以高效、低功耗的方式進行通信。協議棧的這種分層結構使得Zigbee技術非常適合在物聯網和傳感器網絡中應用。

Zigbee協議棧拓撲結構

星狀拓撲結構（Star）：星型拓撲結構是最簡單的一種，其中所有設備都直接連接到一個集中的協調器（Coordinator）。所有通信都經過協調器，設備之間不直接通信。星狀拓撲的特點在于，易于實現，適用于小范圍、低復雜度的應用。然而，單點故障可能影響整個網絡。

樹狀拓撲結構（Tree）：樹狀拓撲可以看成是多個星狀構成，但是依舊只有一個協調器。每個子設備只能與其父節點通信，最高級的父節點為協調器。節點與節點之間通過中間的路由器形成“多跳通信”。適用于大型網絡，能夠有效減少通信的沖突和能耗。但是，可能會存在較長的通信路徑。

網狀拓撲結構（Mesh）：網狀拓撲結構允許設備直接與其他設備通信，形成一個多對多的網絡。設備可以通過多個路徑進行通信，也就意味著當通信時一個路由設備出現問題，信息可以自動選擇其他路由路徑進行傳輸，從而提高了網絡的可靠性和穩定性。適用于大范圍、復雜度較高的網絡。具有自組織和自修復的特性，因為設備可以動態地加入或離開網絡，網絡能夠適應拓撲結構的變化。

（圖片來自于CSDN-音無八重-Zigbee定位形同與網絡拓撲）

判斷協議棧的優劣

根據網絡拓撲結構可以知道，網絡的穩定性才是關鍵，但是無線環境肉眼是看不到，穩定性很容易被各種內外因素干擾，所以協議棧的穩定性不能僅靠幾臺設備測出來的結果就可以判定協議棧優劣
設備連接

一個優秀的協議棧需要有幾十臺甚至上百臺設備，經過長時間如1個月的復雜操作及測試得到的結果進行判定，單單幾臺設備的連接就判定協議棧的好壞是站不住腳的。


（PS：雖然協議棧的穩定性與硬件信號沒有直接關聯，但是如果硬件信號受阻較大，再好的協議棧也會表現出不穩定的現象）

路由算法完善

某個路由節點斷掉后，其他的子節點會立刻尋找下一個信號更強的路由節點重新連接上，避免某條鏈路完全斷掉導致該鏈路上所有設備掉線

當路由路徑中有個路由節點離線/斷電后，子節點會立刻尋找除了這個離線/斷電的路由節點以外更優的、傳輸最短的路由節點重新通信上，盡量減少多跳時延增加，避免用戶實際感官上的體驗。

避免信道阻塞

協調器（網關）給某子節點（另一臺設備）發消息，中間的父節點（路由設備）離線了，導致子節點未收到消息，從而協調器并未得到回應，需要及時判定路由路徑中的父節點離線，避免出現反復重發導致信道阻塞的情況。

審核編輯 黃宇