Zigbee—基于Z-STACK组网

                                                     慕斯主页：修仙—别有洞天

                                                       ♈️今日夜电波：チノカテ—ヨルシカ

                                                                0:46━━━━━━️──────── 4:08
                                                                       ◀️   ⏸   ▶️    ☰ 

                                      关注点赞收藏您的每一次鼓励都是对我莫大的支持

---

目录

一、组网的介绍 

二、基于Z-STACK组网 

        前言 

        星状

        树状

        网状  

         根据原理修改Z-STACK源码

1、修改panid

2、修改拓扑

3、增加一些定义

4、一些额外定义

         星状网组网成功后的演示视频

---

一、组网的介绍 

        Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的低功耗、短距离无线通信技术。它采用星型、树型和网状等多种组网方式。
星型组网方式：所有设备都连接到一个中心节点，所有的数据都由中心节点转发，这种组网方式适用于只需要一个中心节点的系统，例如家庭自动化系统或工业控制系统。
树型组网方式：每个设备都可以既是父节点又是子节点，形成一棵树形结构，这种组网方式适用于需要多个节点之间互相通讯的系统，例如传感器网络或智能家居系统。
网状组网方式：每个设备都可以作为任何其他设备的直接或间接邻居，形成一张网格状结构，这种组网方式可以实现设备间的全双工通信和高可靠性，适用于大规模的物联网系统。 

二、基于Z-STACK组网 

        前言 

        Zigbee组网至少需要三个Zigbee设备！其中一个为协调器！！！ 

        星状

        Zigbee星状组网是一种基于中心节点的通信模式，在这种模式下，所有的设备都连接到一个中心节点，所有的通信都需要经过这个中心节点进行转发。星形组网的优点是结构简单、易于管理，而且可以实现快速的数据传输，因为所有的数据都只需要经过一次转发就可以到达目的地。
        在Zigbee星状组网中，中心节点通常是具有较高处理能力和存储容量的设备，它负责管理和控制整个网络。所有的设备都连接到中心节点上，并且只能与中心节点直接通信，而不能相互之间直接通信。
Zigbee星状组网的主要优点包括：

  * 结构简单：所有的设备都连接到一个中心节点，所有的通信都需要经过这个中心节点进行转发，因此网络的结构非常简单。
  * 管理和控制方便：中心节点负责管理和控制整个网络，因此可以通过中心节点轻松地管理和控制所有的设备。
  * 快速的数据传输：所有的数据都只需要经过一次转发就可以到达目的地，因此数据传输的速度非常快。

        但是，Zigbee星状组网也有一些缺点，比如网络的扩展性较差，如果需要增加新的设备，就必须增加中心节点的数量；此外，由于所有数据都必须经过中心节点进行转发，因此在网络拥塞的情况下，数据传输的速度可能会下降。如下为一个星状组网：

        由以上的组网示意图可见，Zigbee在组成星形网时，一定需要一个协调器节点！然后其它节点为路由器或者终端节点都可。

        通信规则：每一个路由器或终端节点都必须经过中央的协调器才能进行传输。

         

        树状

        Zigbee树状组网是一种类似于星状组网的通信模式，但是在这个模式下，每个设备都有一个唯一的父节点，设备之间的关系形成了一个层次结构，就像一棵树一样。在树状组网中，根节点是最高级别的设备，所有的其他设备都是它的子节点，它们都可以与根节点直接通信。
        在Zigbee树状组网中，每个设备都可以选择自己的子节点，但是只有根节点才能选择自己的父节点。这就意味着，每个设备都知道自己在树中的位置，以及自己的上级和下级设备。
Zigbee树状组网的主要优点包括：

  * 易于扩展：由于每个设备都有一个唯一的父节点，因此在增加新的设备时，只需要添加一个新的设备作为父节点的子节点即可，无需改变整个网络的结构。
  * 简化了管理：由于每个设备都知道自己在树中的位置，以及自己的上级和下级设备，因此网络的管理和控制变得相对容易。
  * 可以自适应变化：由于每个设备都有一个唯一的父节点，因此在网络发生变化时，例如某个设备出现故障或离线，网络可以通过重新选择父节点来保持稳定。

        然而，Zigbee树状组网也有一些缺点，比如当网络规模较大时，树状结构可能难以管理；此外，由于设备之间的关系是固定的，因此在网络发生变化时，如某个设备出现故障或离线，可能会导致网络不稳定。如下为一个树状组网：

         由以上的组网示意图可见，Zigbee在组成树状网时，也是一定需要一个协调器节点！然后其它节点为路由器或者终端节点都可。

        通信规则：但是需要注意的是：每一个路由节点都只能和他的父节点和子节点之间进行通信。如果需要从节点与节点之间需要发送数据，那信息就会沿着树的路由往上上传递到最近的一个祖先节点后，再往下传递到目标节点。

 

        网状  

        Zigbee网状组网是一种多对多的通信模式，在这种模式下，每个设备都可以既是发送者又是接收者，从而形成一个复杂的网络拓扑结构。相比于传统的星形组网，网状组网具有更高的可靠性和更强的覆盖能力。
        在Zigbee网状组网中，每个设备都可以选择多个邻居设备进行通信，并且可以通过这些邻居设备进一步扩大自己的通信范围。这意味着即使某些设备发生故障或者通信中断，也可以通过其他的邻居设备进行通信，从而保证了网络的稳定性和可靠性。
Zigbee网状组网的主要优点包括：

  * 高可靠性：即使某些设备发生故障，也可以通过其他的邻居设备进行通信，从而保证了网络的稳定性和可靠性。
  * 强大的覆盖能力：由于每个设备都可以选择多个邻居设备进行通信，并且可以通过这些邻居设备进一步扩大自己的通信范围，因此网络的覆盖能力非常强。
  * 节能：由于数据可以经过多个设备进行转发，因此可以大大降低数据传输的能量消耗。

        但是，Zigbee网状组网也有一些缺点，比如网络的复杂度较高，管理和维护起来比较困难；此外，由于数据需要经过多个设备进行转发，因此网络的延迟可能会比星形组网更高。如下为一个网状组网：

        由以上的组网示意图可见，Zigbee在组成网状网时，也是一定需要一个协调器节点！然后他包括多个路由节点和终端节点。

        通信规则：对于网状网络而言，他同树状网络其实通信规则差不多，但是相较于树状网络，他更具灵活性！在可能的情况下，路由节点之间是可以进行直接通信的。这也意味着其中一个通信路由路劲出了问题，信息仍然可以从其它的路劲传输过来。大家可以在组网成功后试着将一个路由器断电，看看信息是否能够传递。

         根据原理修改Z-STACK源码

 1、修改panid

        修改panid的原因是防止连错其它的Z-STACK网络，也是防止同环境受到其它网络的干扰，确保网络通信的安全可靠。如下图所示：（作者将panid改为了0x7777，但是也需要注意panid的范围，从0x0000到0xFFFF）

2、修改拓扑

        这里往下主要演示组星状网的操作。

        注意：在组网方面：星状、树状、网状，都是​​​​​​​改变相同的地方进行切换组网的！例如：以下也是通过改变以下109、110、111横的注释以达到切换组网方式的切换！

 3、增加一些定义

         分别在以下位置增加如下的三段代码，同样的这三段代码和上面一样，对应的相应的网络拓扑结构，要使用哪种进行切换即可。

    #define NWK_MODE            NWK_MODE_STAR
    #define NWK_MODE            NWK_MODE_TREE
    #define NWK_MODE            NWK_MODE_MESH

4、一些额外定义

         通过以上的三小点设置其实已经将网络拓扑设置成功了!当然Z-STACK中还是包括有OLED显示的，如果需要在OLED上显示相应的信息，可以修改以下信息：（根据自己的实际情况来修改！！！作者的修改仅仅作为参考！）分别根据自己设备对应的引脚修改相应的CS和DC相关。

         星状网组网成功后的演示视频

                

---

                         感谢你耐心的看到这里ღ( ´･ᴗ･` )比心，如有哪里有错误请踢一脚作者o(╥﹏╥)o！ 

                                       

                                                                         给个三连再走嘛~