如何开发更具鲁棒性的ZigBee解决方案

ZigBee在无线传感器领域中受到了人们的密切关注，主要是由于ZigBee承诺能为可靠、高性价比和低功率的无线通信提供全球性统一规范。并且在目前的无线设备市场中，ZigBee联盟经过不懈地努力已经将ZigBee的地位提升了一大步。仅仅用了几年的时间，该联盟就发展了200多家联盟成员。ZigBee芯片组和协议栈已经可以很容易地从许多供货商那里得到。去年市场上已经出现第一套ZigBee终端产品。

通过精心地定义ZigBee规范中的网络和应用层，ZigBee联盟希望独立的设备制造商能够开发出可以互操作的优秀终端产品。成员们对ZigBee芯片组给予了很高的期望，希望能够帮助OEM制造商进一步降低成本，从而为系统集成商和终端用户提供低成本的终端产品。

随着市场需求的增长以及大量的志愿者投入研究ZigBee规范，现在已经到了将一个低成本、低功率的无线通信系统的可行性方案提供给人们的时候了。本文将讨论设计和集成一个ZigBee方案时应该考虑的一些重要因素。文中的许多内容来自MaxStream公司在研发其首套ZigBee认证产品――XBee OEM无线模块过程中所获取的经验。

ZigBee一览

1. ZigBee网络

ZigBee定义了三种节点类型：协调器、路由器和终端设备。协调器可以通过选择网络的工作信道和个域网识别标志(PAN ID)来启动一个ZigBee网络。一旦网络启动，路由器和终端设备就能加入网络。协调器和路由器都能通过网络发射和路由数据，并且允许其它的路由器和终端设备加入。终端设备不能参与路由数据，因此在不发射和接收数据时可以休眠。当设备加入ZigBee PAN时，设备间的父子关系即形成，加入的设备为子，允许加入的设备为父。一个简单的ZigBee网络如图1所示。

2. ZigBee寻址

ZigBee设备支持两种地址类型：一种是6?位IEEE地址，另一种是16位网址。6?位地址在所有ZigBee设备之中是唯一，其中包含一个由IEEE分配、也是全球唯一的24位制造商特定组织识别符(OUI)。

当设备加入ZigBee个域网时，它可以从允许其加入的父设备上获取16位网址。该网址在个域网内被规定为唯一。该网址用于数据传输和数据包路由。用于路由数据包的路由表存放着各个目标设备和下一跳设备的网络地址。因此个域网的各设备都必须有明确且唯一的网络地址，以保证数据能到达正确的设备。

图1：简单的ZigBee网络。

然而，在有些条件下一个设备的地址可能会改变，或者是多个节点可能接收到同一个地址。例如，如果终端设备被移除或失去与父设备的联系，它就必须重新连接网络，这可能导致它接收到一个新的地址。另外，如果协调器被一台新设备所替换，新协调器会不知道哪些地址是之前的协调器分发的。新协调器分发给设备的地址很容易与已有的网址重叠。

ZigBee联盟正在加紧研究解决这些地址问题的对策，并将解决方案整合到ZigBee规范中去。但是，一些协议栈和模块提供者，譬如MaxStream公司已经研发出解决这些问题的方法。