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ZigBee和DigiMesh网络共存的设计方法

无线 Robin TU 24小时前 13次浏览 0个评论

ZigBee和Digimesh 2.4GHz网络的协议都是在IEEE 802.15.4无线个域网标准的基础上,增加了网络层协议,从而实现mesh网络功能。因此,ZigBee和Digimesh都是采用802.15.4的信道标准。
IEEE 802.15.4/ZigBee工作在工业科学医疗(ISM)频段,定义了两个工作频段,即2.4 GHz频段和868/915 MHz频段。在IEEE 802.15.4中,总共分配了27个具有3种速率的信道:在2.4 GHz频段有16个速率为250kb/s的信道,在915 MHz频段有10个40 kb/s的信道,在868 MHz频段有1个20 kb/s的信道。

这些信道的中心频率按如下定义(k为信道数):

Fc=868.3MHz,(k=0)
Fc=906MHz+2(k-1)MHz,(k=1,2……10)
Fc=2405MHz+5(k-11)MHz,(k=11,12……26)

所以,2.4G的ZigBee/802.15.4信道有时也用K来命名,用16进制表示就是: B,C,……,1A。

无线通讯的一个基本原则是,尽可能在干净的信道上工作,这样可以减少同频干扰,增加有效的传输距离。因为2.4G频段还有WiFi信道的存在,因此有效避开WiFi信道也是很重要的。有关WiFi信道和802.15.4信道的频点分布情况,可以参考DigiWiki中的文章:如何为2.4G模块选择合适的信道

ZigBee协议中的节点,可分为协调器,路由器,和休眠终端三种角色。其中,负责建立网络的协调器是可以自主挑选干净的信道来生成一个ZigBee网络。当协调器要新建一个ZigBee网络时,它会先进行能量扫描,从中挑选能量值较低的信道来建网。因此在ZigBee网络中,最好是在实施部署的现场生成网络,并且是以接收端为生成网络的最优地点。如果是双向通讯,则在现场随便一侧生成网络即可。一个网络生成时,如果没指定网络ID和信道参数等参数,会进行能量扫描后在干扰较低的信道上生成一个随机的网络ID。其它角色的信道是由加入的网络决定的,因此并不需要特别设置,只需控制它加入正确的网络即可。

Digimesh协议是一种对等网络,因此它并没有特别的角色来负责生成网络。Digimesh的信道是由参数直接指定的。如果只有Digimesh网络,那么建网前可以用AT指令来采样能量值,进行比较后挑选一个合适的信道。而对于ZigBee和Digimesh共存的网络,也可以利用ZigBee模块的能量扫描自主建网功能,在ZigBee模块上多建一次网,把不用的网络信道给Digimesh,这样得到的信道虽不一定最优,但肯定不是最差的,也比较简单实用。


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