作为物联网领域最常用的无线技术，ZigBee技术已广泛应用于智能家居、智能农田管理、节能应用等行业。为了方便使用ZigBee进行项目开发，今天我们就来分享一下关于ZigBee协议栈和组网的知识。
图1 ZigBee无线网络应用
ZigBee协议栈可以分为四层：物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、网络层(NWK)和应用层(APL)。如图2所示，粉色部分由IEEE标准定义，浅蓝色部分由ZigBee联盟定义，黄色部分由设备制造商定义。
图2 ZigBee协议栈图
IEEE802.5.14标准定义了ZigBee协议栈的物理层和MAC层。PHY层(物理层)规定了所使用的频带和无线传输技术，例如编码、调制、扩频和频率调制。
MAC层的主要作用是规定无线信道的接入控制机制，即规定每个设备依次使用信道的规则；如果没有MAC协议，节点很多，没有定期的发送和接收机制，就会发生信号冲突，无法正常传输数据。
ZigBee协议栈基于802.15.4协议定义网络层。网络层的主要功能是负责设备的连接和断开，帧数据传输中采用的安全机制，路由发现和维护。简单来说就是保证设备之间的联网和网络节点之间的数据传输。
标准的ZigBee网络协议包括协调器、路由器和终端节点，而ZigBee网络的建立除了协调器之外只需要路由器或终端节点。
在标准的ZigBee Pro网络通信开始之前，如果没有建立存储跳转路径的路由表，节点就无法通信，还需要定时发送网络消息，检查节点是否异常。于是，ZigBee Pro不仅启动慢，而且在定时发送网络消息时会占用大量带宽。
图3 ZigBee Pro网络图
如果网络中的任何一个节点都具有对等数据传输功能，不需要协调器来管理网络，那么网络中的任何一个节点都可以主动传输数据，这样用户就不需要关注具体的网络结构，使用起来显然更加方便，施工人员也不需要了解相关的配置。
基于此，ZLG致远电子凭借深厚的无线技术积累和丰富的实践经验，在ZigBee协议栈的基础上开发了FsatZigBee透明对等网络协议。
图4致远电子FastZigBee组网示意图
其特点和优点如下：
1、启动零延迟：FastZigBee节点上电时无需等待组网，可根据配置信息数据直接输出，减少了唤醒和启动组网的时间和功耗；
2、大节点容量：FastZigBee采用16位短url管理模式，在循环机制下，理论节点容量高达65535；
3、完全透明：FastZigBee采用透明传输，用户可以随意创建私有协议格式，不限制和固定第三方协议；
4、无需二次开发：在FastZigBee组网协议的嵌入式模块中，可以使用支持软件或AT配置命令，方便快速组网通信。
图5 FastZigBee点对点和多点通信图
一般情况下，当节点数量较少时，我们可以通过配套的配置工具快速完成配置并投入使用。当节点数量达到一定程度时，一次配置一个节点显然非常麻烦，那么可以使用AT命令控制FsatZigBee模块进入ad hoc网络模式，快速实现现场动态组网。
图6主机模块自组织网络流程图
图7从模块自组织网络示意图
如果后期需要更新站点，需要改变局域网中节点的数量和布局，也可以通过命令控制主模块重新获取网络参数，从模块可以退出之前加入的网络，重新进入ad hoc网络快速完成
ZLG致远电子基于恩智浦JN516X无线微控制器开发的AW516X系列模块支持全线自组织功能。AW516X系列产品大大简化了无线产品复杂的开发流程，直接提供多用户可配置的AD、IO、PWM接口，让您的产品以更低的成本快速投入市场。欢迎来电咨询！
图10 aw 516 x系列模块的实体图
