多點信號上傳、低功耗工作、高穩定運行是工業物聯網通信中迫切需要解決的難題，而ZigBee技術為工業互聯網提供了各種經典的解決方案。本文章我們一起來看看ZigBee的典型應用場景。
一、商場應急燈
在該場景中，應急燈安裝于一棟多層的大型商場中，燈的開關控制和狀態需要在中控室進行遠程操作和查看。同時，應急燈需要按樓層實現分組組網、獨立控制。
該場景的關鍵需求如下：
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采用無線控制，多層應急燈統一接入網絡進行維護管理；
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商場內墻體較多，模塊穿墻通信性能要好；
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整個商場的應急燈超過千盞，對網絡規模要求較高，且組網要簡單易操作。
圖1 商場應急燈場景圖
針對以上需求，ZLG致遠電子提供了ZM21模組+GZCOM-NET的ZigBee解決方案。該方案采用ZM21模組作為ZigBee網絡節點(路由或終端)，GZCOM-NET作為網關(協調器)，通過以太網或MQTT進行統一管控。
方案主要特點如下：
- ZM21系列模組最高輸出功率可達20dBm，具備良好的遠距離通信和穿墻能力；
- 采用ZLG MESH組網方式，能夠實現多級路由跳轉，能夠很好地滿足超大規模組網需求；
- 支持自組網功能，組網操作靈活，簡單易用。
- 搭配GZCOM-NET作為網關，通過以太網或MQTT上傳應急燈數據并按層進行應急燈管理。
二、光伏跟蹤系統
在該場景中，控制室通過無線方式遠程控制光伏支架角度，實時調整太陽能面板，使系統效率最大化，同時監控光伏支架和太陽能面板的狀態。
該場景的關鍵需求如下：
- 一個網關控制幾十個支架；
- 無外接電源，對功耗要求較高；
- 產品安裝距離遠，需要實現較遠距離通信；
- 廣播包幾十個字節，回復包達到256個字節，回復時間1s以內。
圖3 ZigBee-光伏跟蹤系統實施圖
針對以上需求，ZLG致遠電子提供了AW5161系列低功耗模組解決方案。該方案采用AW5161系列低功耗模組，通過星型結構組網類型，簡單方便。客戶對收發數據量要求高，選用FAST ZIGBEE模塊能增加每幀的有效數據量。
方案主要特點如下：
- AW5161系列模組采用星型組網結構，適用于小規模組網場合；
- 模組休眠電流為nA級，滿足低功耗需求；
- 最大發送功率20dBm，可選擇發射功率等級，滿足較遠距離通信需求；
- 模組協議簡單、易開發，每包能攜帶更多的有效數據。
三、ZigBee的自組網功能
在實際應用中，若ZigBee網絡結構龐大，節點網絡配置與管理會非常麻煩。此時，使用ZigBee的自組網功能將大大降低組網難度。這里我們用一套ZM21系列模組評估套件示范如何進行快速自組網操作。
圖4 ZM21系列模組評估套件
1. 模組配置自組網功能
兩個模塊上電后進入Wireless無線配置軟件，配置1個設備為協調器并使能自組網。配置1個設備為終端并使能自組網。
圖5 協調器配置（圖左）終端配置（圖右）
2. 協調器自組網
- 網絡建立：長按SW1，觀察STATE狀態燈；
- 網絡建立狀態指示：指示燈由3s亮后閃爍1次變為3s亮后閃爍3次；
- 允許節點加入：長按SW2；
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等待節點加入。
3. 終端加入網絡
- 加入網絡：長按SW1，觀察STATE狀態燈；
- 網絡加入狀態指示：指示燈由3s亮后閃爍1次變為3s亮后閃爍3次；
- 組網完成。
