ZigBee无线网络有三种网络拓扑结构：星状、串(树)状和网状。每个网络中都有惟一的一个协调器，它相当于有限局域网中的服务器，具有对本网络的管理能力。网络中只有全功能节点(Full Function Device)才可以作为协调器、路由器以及终端节点使用，而半功能节点(Reduce Fuction Device)只能作为终端节点使用。
考虑到系统应用环境的复杂性，本文采取网状自组织结构，每块热计量表都设置为全功能节点。默认的ZigBee协议栈支持5级路由深度，每个路由器可以连接20个节点(最多包括6个路由器节点，14个终端节点)，用户可以根据网络的大小修改协议栈，从而提高路由深度和连接的节点数。
3.1 ZigBee无线自组网的建立
各节点进行自组织，建立网络，由于自组织前，各节点路由表都是空白的，自组织过程只能用广播方式联系其他节点。协调器发送广播(默认协调器节点级别为0)，处于其网络覆盖范围内的节点收到广播后，做出应答，并定义自己的级别为1。协调器根据收到的应答信号更新路由表。级别为1的节点收到协调器的应答信号后，各自广播，节点收到信号，定义自己为2级节点。依次类推，网络中每个节点会得到一张路由表。在自组织过程中，某些节点可能收到来自不同级别的其他节点发送的广播，根据上述规则，节点会定义自己为几个不同的级别，程序取其中最低级别(最靠近协调器)的级别。
当有新节点加入时，节点发送广播，收到广播的节点发送返回信息，新节点根据返回信息自动选择两个路由层低，链路信号好的节点作为自己的父节点，同时，自身的路由层在父节点路由层上加1。当新节点加入网路后，向协调器发送绑定请求，下一跳为自身父节点，目的地址为协调器。父节点收到绑定信号好后，向上一级父节点转发，以此类推。网络拓扑图如图3所示。
每隔若干个小时，网络自动对路由节点进行维护，每个节点均向协调器发送一条路由维护信息，协调器收到节点信息，将返回确认信息。如每个节点都收到返回信息，则证明网络正常，否则，未收到确认信号的节点将重新加入网络。
3.2 数据的转发
在该无线自组网中，能直接将数据发送到协调器的节点只有1级节点，1级以下节点要发送数据到协调器，必须通过数据的多点跳转，反之，协调器可以通过单挑或多条方式发送命令字或数据到网络中的某个节点。
在数据的转发过程中，会根据每个节点中所记录的父节点地址和子节点地址进行双向的传递，对于热计量表检测所得到的热量数据，只需要封装在数据包内，就可以将数据方便快速地发送到协调器。在发射数据后会在一段时间内回复一个确认信号，当收到一个确认信号后，确认数据已经传送到下一个目标则不再重送，否则会对目标重送数次，多次失败后会确认此目标有问题，然后选择备用路由发送数据。节点软件流程图如图4所示。
3.3 热计量信息的远程传输
各热计量表所检测的热计量信息，将通过协调器节点与GPRS模块的链接，传送到远程上位机上，从而实现远程抄表。在协调器节点与GPRS的数据交互中，应该遵循约定好的报文格式，以便上位机能够更好地解析报文。协调器的软件流程图如图5所示。
4 结语
ZigBee技术是一门新兴的无线通讯技术。随着无线通信技术飞快发展，无线技术在智能住宅小区中应用是一个优势，也是趋势。因此设计一种有竞争力的智能住宅小区远程抄表系统显得尤为必要。针对目前北方住宅小区即将全部改换分户热计量的供热方式，本文在充分研究了ZigBee协议的基础上，提出将其应用于远程无线热计量抄表系统中 |
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