ZigBee組網(wǎng)概述
組建一個完整的zigbee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)包括兩個步驟：網(wǎng)絡(luò)初始化、節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)。其中節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)又包括兩個步驟：通過與協(xié)調(diào)器連接入網(wǎng)和通過已有父節(jié)點入網(wǎng)。
ZigBee網(wǎng)絡(luò)初始化預(yù)備
Zigbee網(wǎng)絡(luò)的建立是由網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)起的，任何一個zigbee節(jié)點要組建一個網(wǎng)絡(luò)必須要滿足以下兩點要求：
（1）節(jié)點是FFD節(jié)點，具備zigbee協(xié)調(diào)器的能力;
（2）節(jié)點還沒有與其他網(wǎng)絡(luò)連接，當(dāng)節(jié)點已經(jīng)與其他網(wǎng)絡(luò)連接時，此節(jié)點只能作為該網(wǎng)絡(luò)的子節(jié)點，因為一個zigbee網(wǎng)絡(luò)中有且只有一個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。
FFD：Full FuncTIon Device 全功能節(jié)點
RFD：Reduced FuncTIonDevice 半功能節(jié)點
ZigBee網(wǎng)絡(luò)初始化流程
1、確定網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器
首先判斷節(jié)點是否是FFD節(jié)點，接著判斷此FFD節(jié)點是否在其他網(wǎng)絡(luò)里或者網(wǎng)絡(luò)里是否已經(jīng)存在協(xié)調(diào)器。通過主動掃描，發(fā)送一個信標(biāo)請求命令（Beaconrequest command），然后設(shè)置一個掃描期限（T_scan_duraTIon），如果在掃描期限內(nèi)都沒有檢測到信標(biāo)，那么就認(rèn)為FFD在其pos內(nèi)沒有協(xié)調(diào)器，那么此時就可以建立自己的zigbee網(wǎng)絡(luò)，并且作為這個網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器不斷地產(chǎn)生信標(biāo)并廣播出去。
注意：一個網(wǎng)絡(luò)里，有且只能有一個協(xié)調(diào)器（coordinator）。
2、進(jìn)行信道掃描過程
包括能量掃描和主動掃描兩個過程：首先對指定的信道或者默認(rèn)的信道進(jìn)行能量檢測，以避免可能的干擾。以遞增的方式對所測量的能量值進(jìn)行信道排序，拋棄那么些能量值超出了可允許能量水平的信道，選擇可允許能量水平的信道并標(biāo)注這些信道是可用信道。接著進(jìn)行主動掃描，搜索節(jié)點通信半徑內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)信息。這些信息以信標(biāo)幀的形式在網(wǎng)絡(luò)中廣播，節(jié)點通過主動信道掃描方式獲得這些信標(biāo)幀，然后根據(jù)這些信息，找到一個最好的、相對安靜的信道，通過記錄的結(jié)果，選擇一個信道，該信道應(yīng)存在最少的zigbee網(wǎng)絡(luò)，最好是沒有zigbee設(shè)備。在主動掃描期間，MAC層將丟棄PHY層數(shù)據(jù)服務(wù)接收到的除信標(biāo)以外的所有幀。
3、設(shè)置網(wǎng)絡(luò)ID
找到合適的信道后，協(xié)調(diào)器將為網(wǎng)絡(luò)選定一個網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識符（PAN ID，取值《=0x3FFF），這個ID在所使用的信道中必須是唯一的，也不能和其他zigbee網(wǎng)絡(luò)沖突，而且不能為廣播地址0xFFFF（此地址為保留地址，不能使用）。PAN ID可以通過偵聽其他網(wǎng)絡(luò)的ID然后選擇一個不會沖突的ID的方式來獲取，也可以人為的指定掃描的信道后，來確定不和其他網(wǎng)絡(luò)沖突的PAN ID。
在zigbee網(wǎng)絡(luò)中有兩種地址模式：擴(kuò)展地址（64位）和短地址（16位），其中擴(kuò)展地址由IEEE組織分配，用于唯一的設(shè)備標(biāo)識;短地址用于本地網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備標(biāo)識，在一個網(wǎng)絡(luò)中，每個設(shè)備的短地址必須唯一，當(dāng)節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)時由其父節(jié)點分配并通過使用短地址來通信。對于協(xié)調(diào)器來說，短地址通常設(shè)定為0x0000。
上面步驟完成后，就成功初始化了zigbee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，之后就等待其他節(jié)點的加入。節(jié)點入網(wǎng)時將選擇范圍內(nèi)信號最強的父節(jié)點（包括協(xié)調(diào)器）加入網(wǎng)絡(luò)，成功后將得到一個網(wǎng)絡(luò)短地址并通過這個地址進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系和地址就會保存在各自的flash中。
zigbee技術(shù)特點
主要有以下幾點：低功耗、低速率、延遲短、近距離、容量大、低成本。
1.低功耗：在低功耗待機狀態(tài)下，兩節(jié)5號干電池可以使用6至24個月，從而消除了充電或頻繁更換電池的麻煩。
2.低速率：Zigbee以20至250kbit/s的較低速率工作，滿足低速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/span>
3.延遲短：Zigbee的響應(yīng)速度快，從睡眠狀態(tài)切換到工作狀態(tài)通常僅需要15ms，節(jié)點訪問網(wǎng)絡(luò)僅需要30ms，從而進(jìn)一步節(jié)省了能源。
4.近距離：有效覆蓋范圍為10?100m，基本可以覆蓋普通的家庭或辦公環(huán)境。
5.容量大：Zigbee可以采用星狀，片狀和網(wǎng)狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最多可以形成65,000個節(jié)點的大型網(wǎng)絡(luò)
ZigBee技術(shù)缺點
1、成本：目前ZIGBEE芯片出貨量比較大的TI公司，芯片其成本均在2~3美金左右，再考慮到其他外圍器件和相關(guān)2.4G射頻器件，成本難以低于10美金，針對智能家居這種成本敏感而有需要大量節(jié)點的家用設(shè)備，其成本頗為尷尬。
2、通信穩(wěn)定性：目前國內(nèi)Zigbee技術(shù)主要采用ISM頻段中的2.5G頻率，其衍射能力弱，穿墻能力弱。家居環(huán)境中，即使是一扇門，一扇窗，一堵非承重墻，也會讓信號大打折扣。當(dāng)然，有些廠家會使用射頻功放，對2.5G信號進(jìn)行放大，但是這樣會造成額外的輻射污染，同時也和ZIGBEE低功耗，節(jié)能的初衷背道而馳。
3、自組網(wǎng)能力：Zigbee技術(shù)的主要特點是支持自組網(wǎng)能力強，自恢復(fù)能力強，因此，對于井下定位，停車場車位定位，室外溫濕度采集，污染采集等應(yīng)用非常具有吸引力。然而，對于智能家居的應(yīng)用場景中，開關(guān)，插座，窗簾的位置一旦固定，一直不變，自組網(wǎng)的優(yōu)點也就不復(fù)存在，但是自組網(wǎng)所耗費的時間和資源卻依舊高昂。
總結(jié)
Zigbee是一種新興的專為低速率無線個域網(wǎng)（LR-WPAN）而設(shè)計的低成本、低功耗的短距離無線通信協(xié)議，能夠廣泛的應(yīng)用于軍事、工業(yè)、智能家居等領(lǐng)域。但由于Zigbee技術(shù)出現(xiàn)較晚，其規(guī)范及應(yīng)用仍在不斷的完善和發(fā)展之中。