物联网系统感知层拓扑结构的形成原理

　　通过物联网系统感知层拓扑结构的类型一文，我们了解了感知层有三种（星状、网状、簇状）类型的拓扑结构，今天百恒物联再给大家介绍一下物联网系统感知层拓扑结构的形成原理。

　　无论是星状拓扑结构，还是网状拓扑网络结构，每个独立的PAN都有一个唯一的标识符，利用该PAN标识符，可采用16位的短地址码进行网络设备间的通信，并且可激活PAN网络设备之间的通信。

　　星状网络结构的形成原理

　　当一个具有完整功能的设备（FFD）第一次被激活后，它就会建立一个自己的网络，将自身作为一个PAN主协调器。所有星状网络的操作独立于当前其他星状网络的操作，这就是说明了在星状网络结构中只有一个唯一的PAN主协调器，通过选择一个PAN标识符确保网络的唯一性。目前，其他无线通信技术的星状网络没有用这种方式，因此，一旦选定了一个PAN标识符，PAN主协调器就会允许其他从设备加入到它的网络中，无论是具有完整功能的设备，还是简化功能的设备都可以加入到这个网络中。

　　网状网络的形成原理

　　在网状拓扑结构中，每一个设备都可以与在无线通信范围内的其他任何设备进行通信。任何一个设备都可定义为PAN主协调器。例如，可将信道中第一个通信的设备定义PAN主协调器。未来的网络结构很可能不仅仅局限为网状的拓扑结构，而是在构造网络的过程中，对拓扑结构进行某些限制。

　　簇状网络的形成原理

　　簇状拓扑结构是网状网络拓扑结构的一种应用形式，在网状网络中的设备可以为完整功能设备，也可以为简化功能设备。而在树簇状中的大部分设备为FFD，精简功能设备（RFD）只能作为树枝末尾处的叶节点上，这主要是由于RFD一次只能连接一个FFD。任何一个FFD都可以作为主协调器，并且，为其他从设备或主设备提供同步服务。在整个PAN中，只要该设备相对于PAN中其他涉笔具有更多计算资源，比如具有更快的计算能力、更大的存储空间以及更多的供电能力等，这样的设备都可以称为该PAN的主协调器，通常称该设备为PAN主协调器。在建立一个PAN时，首先，PAN主协调器将其自身设置成一个簇标识符（CID）为0的簇头（CLH），选择一个没有使用的PAN标识符，并向邻近的其他设备以广播的形式发送信标帧，从而形成第一簇网络。接收到信标帧的候选设备可以在簇头中请求加入该网络，如果PAN主协调器允许该设备加入，那么主协调器会将该设备作为子节点加到它的邻近表中，同时，请求加入的设备将PAN主协调器作为它的父节点加到邻近列表中，称为该网络中的一个从设备；同样，其他的所有候选设备都按照同样的方式，可请求加入到该网络中，作为网络的从设备。如果原始的候选设备不能加入到该网络中，那么它将寻找其他的父节点。

　　在树簇网络中，最简单的网络结构是只有一个簇的网络，但是多数网络结构都是由多个相邻的网络构成的。一旦第一簇网络满足预定的应用或网络需求时，PAN主协调器将会指定一个从设备为另一簇网络的簇头，使得该从设备成为另一个PAN的主协调器，随后其他从设备将逐个加入，并形成一个多簇网络。多簇网络结构的优点在于可以增加网络的覆盖范围，而随之产生的缺点是会增加传输信息的延迟时间（而这是星状连接的相对优点）。