大家好，上期我們分享了ZigBee設備的類型及其功能，本期我們來講解ZigBee網絡拓如何規(guī)劃以及常見ZigBee網絡拓撲規(guī)劃物聯網應用案例。
如何規(guī)劃一個ZigBee網絡拓撲，需要從以下6個方面來進行考慮。
1、根據應用場景選擇合適的網絡拓撲。ZigBee的網絡拓撲選擇較為靈活，提供了星型網絡和網狀網絡兩種選擇。星型網絡適用于中央控制器集中管理的場景，協調器作為網絡中心，直接控制各個終端設備與其直接通訊，如智能家居系統就非常適合使用星型拓撲網絡結構。在網狀網絡中，節(jié)點之間可以相互傳輸數據，能夠提供多個數據傳輸路徑，使得網絡在面對某一節(jié)點或多個節(jié)點故障時任然能夠穩(wěn)定運作，具有較高的可靠性和覆蓋范圍。
2、確保信號完全覆蓋實際應用場景的覆蓋范圍。在實際應用中，需要保證ZigBee節(jié)點在空間中的分布，確保每個節(jié)點都能夠與其他節(jié)點或協調器進行通訊，避免信號死角。通常來說，ZigBee信號在室內能達到10-50m的覆蓋范圍，根據不同品牌的設備，通訊距離參數不同，根據實際使用設備的距離參數，合理調整節(jié)點與節(jié)點、節(jié)點與協調器之間的距離。此外，還可以根據應用場景的環(huán)境復雜度，適當增加節(jié)點的數量，保證信號的覆蓋范圍。
3、根據實際應用，合理規(guī)劃網絡容量以及通訊策略。根據應用中的最大節(jié)點數量來確定網絡容量以及網絡中的層級設計。如果網絡中的節(jié)點較多，可采用分層管理的方法來規(guī)劃網絡，以減少協調器管理網絡的壓力。如果應用中有大量設備需要接入，需要采取相應的策略，如輪詢機制、分時通信等，避免網絡擁堵
4、信道規(guī)劃。ZigBee技術可根據不同國家和地區(qū)，選擇合適的頻段進行通訊，從而減少干擾，此外高密度部署則需要考慮使用多個不同的信道進行通訊，保證網絡之間不會相互干擾。
5、續(xù)航管理。ZigBee模塊在低功耗方面有著巨大的優(yōu)勢，通過設置休眠喚醒等級、數據傳輸間隔等參數，使得ZigBee能夠靈活適應不同的應用需求，對于時間精確度較低，但功耗要求較高的場景中，可將休眠喚醒等級提高，以達到更低的功耗，實現長效續(xù)航。
6、網絡的穩(wěn)定性也是非常重要的。可通過設計節(jié)點故障檢測與自我修復機制，當某節(jié)點失效時，網絡能夠重新配置以維持通信，同時選擇合適的路由算法確保數據包能夠在多條路徑中正確傳輸，提高網絡的健壯性和可靠性。
說了這么多，接下來分享2個實際案例來看看如何規(guī)劃ZigBee網絡。
這個系統能夠使用手機APP控制家中的各個電器、燈光、窗簾等等。我們可以將每個家庭劃分成各個獨立的控制網絡，選擇ZigBee技術就很合適。由于家庭面積一般較小，使用星型組網即可實現網絡信號的全覆蓋，并且使用一個協調器作為中心節(jié)點，能夠統一管理節(jié)點且節(jié)點數量適中。對于不同的節(jié)點設備，可以根據其特點，選擇合適的休眠喚醒等級。例如智能窗簾僅在早晨、中午或者是傍晚可能會進行控制且對響應時間要求不高，因此可以使用高等級的休眠喚醒等級，而燈光調控則需要較高的響應靈敏度，因此需要對休眠等級和響應時間中進行平衡。
該系統主要是實現對一棟建筑內各個房間的電源以及燈光進行調控和監(jiān)測。信號范圍也較大，使用星型網絡可能會存在信號盲區(qū)且數據較多，中心協調器無法及時處理，此時使用網狀網絡結構較為合理，能夠通過多跳傳輸獲取散布于建筑內部各個角落傳感器節(jié)點的數據，保證信號覆蓋和數據完整，即使在信號不良的區(qū)域也能正常工作。在頻率信道的選擇方面，可以選擇使用2.4G頻段，這個頻段傳輸速率相對較高且全球免費，不限制地區(qū)使用。
下期我們將要介紹Zigbee應用層功能和協議，我們下期不見不散！
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