在ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡中，協(xié)調器、路由器和終端設備構成了一個分層協(xié)作的生態(tài)系統(tǒng)。這三類設備通過差異化功能設計，共同支撐起低功耗、自組織的物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡。
ZigBee網(wǎng)絡支持三種典型拓撲結構，路由器是否必需取決于具體場景：
結構：所有設備（終端）直接與協(xié)調器單跳通信。
路由器角色：非必需。適用于小規(guī)模場景（如單個房間的CE31-C01智能插座、溫濕度傳感器）。
局限：協(xié)調器負載重，覆蓋范圍受限（通?！?0米），設備數(shù)量受協(xié)調器內存限制（一般≤200個）。
結構：協(xié)調器作為根節(jié)點，路由器作為分支節(jié)點，終端作為葉子節(jié)點。
路由器角色：用于擴展網(wǎng)絡深度（如多層建筑），但單條路徑故障可能導致子樹孤立。
結構：全互聯(lián)拓撲，設備間通過路由器動態(tài)路由。
路由器角色：強制必需。通過多跳通信實現(xiàn)高可靠性（如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場景），單點故障可繞行，覆蓋范圍達千米級。
智能家居（星型網(wǎng)絡）：路由器非必需，但若需連接藍牙網(wǎng)關或語音助手（需常駐供電），可部署1個路由器。
智慧農業(yè)（網(wǎng)狀網(wǎng)絡）：田間傳感器通過多跳路由器將數(shù)據(jù)回傳至無線網(wǎng)關，確保單節(jié)點故障不影響整體。
ZigBee協(xié)議棧（Z-Stack/OpenThread）規(guī)定終端設備僅維護與父節(jié)點（協(xié)調器或路由器）的路由表，無全局網(wǎng)絡視圖。
技術細節(jié)：終端設備無NWK層路由功能，僅支持AODVjr（按需距離矢量路由簡化版）的被動路徑發(fā)現(xiàn)。
終端設備默認采用“睡眠-喚醒”周期（如占空比1%），路由器負責緩存其數(shù)據(jù)。
直接通信代價：若允許終端間通信，需持續(xù)監(jiān)聽信道，功耗將增加3-5倍（電池壽命從年降至月級）。
允許終端間通信的例外：通過自定義簇（Cluster）實現(xiàn)“偽直接通信”，但需父節(jié)點中繼。例如，兩個門窗傳感器通過路由器交換狀態(tài)，觸發(fā)安防聯(lián)動。
替代方案：使用支持ZigBee Green Power的超低功耗終端，通過信標模式實現(xiàn)有限直接通信。
網(wǎng)絡啟動：協(xié)調器執(zhí)行能量掃描、信道選擇、PAN ID分配等操作（耗時約30秒）。
后期角色：網(wǎng)絡穩(wěn)定后，協(xié)調器可降級為普通路由器，甚至進入休眠（需配置信任中心）。
網(wǎng)絡自愈：動態(tài)更新路由表，繞過故障節(jié)點（如網(wǎng)狀網(wǎng)絡中路徑修復時間<5秒）。
QoS支持：為關鍵數(shù)據(jù)流（如緊急報警）預留時隙，降低延遲（<100ms）。
安全代理：存儲網(wǎng)絡密鑰，為低功耗終端提供加密服務（如S0接口）。
ZigBee通過犧牲終端間直接通信能力，換取了低功耗、高可靠性和網(wǎng)絡可擴展性，使其成為物聯(lián)網(wǎng)邊緣層的理想選擇。路由器作為網(wǎng)絡“脊椎”，其必要性由拓撲復雜度與覆蓋范圍決定，而非絕對存在。
今天的分享就到這里啦，EBYTE每一天都致力于更好的助力物聯(lián)化、智能化、自動化的發(fā)展，提升資源利用率，更多zigbee模塊產品和zigbee技術資料，感興趣的小伙伴可以登錄我們的億佰特官網(wǎng)和企業(yè)公眾號（微信號：cdebyte）進行了解，也可以直接撥打400電話咨詢技術專員！
相關閱讀：
