根据应用环境的需求和对ZigBee产品特性的深入了解，可设计一个实用的网络。在规划设计时，必须考虑网络容量和时延。ZigBee标准的网络容量虽然可以支持最多6.5万个网络节点，但在实际应用中需要考虑网络覆盖范围和响应时间每两相邻节点完成一次通信需要15 ms时间。这就需要根据应用环境的不同，设计有效的网络拓扑组合来满足各种不同应用。以下分别以理想状态下，不同拓扑形式的网络容量计算进行分析。
1.线性网络
线性网络属于比较简单的网络形式，整个网络只有唯一的一条路径，这就决定了网络中的节点数等于网络的层数，也即跳数（hop）。在线性网络中，网络的扫描周期（中心节点采集网络中所有骨干节点数据所需的时间）直接取决于网络的跳数，也即骨干网节点数。以每次通信周期为15 ms计算，则整个网络的扫描周期T可表示为
T=15（1+2+3+…+n）（ms）
式中，T为整个网络的扫描周期，n为网络层数，也即网络节点数。
当T=20 s时，计算可得n=51，也即线性网络在满足最长20 s的扫描周期时的网络最大容量为51节点。以每个节点的通信距离为100 m（0.1 km）计算，那么整个网络的覆盖范围为51×0.1=5.1（km）长的线状区域。
根据上述公式，当n=20时，T=3 s，也即在满足20 s扫描周期的前提下可将网络分成6条有20点的支路，这样可使覆盖范围（近似πr2=12.56）上升到12 km，整个网络容量也增加到120点。
分析结论：线性网络的单一支路20 s轮询周期的最大节点数为51，尽量减少跳数有助于提高网络容量。
2.网状网络
网状网的结构比较复杂，由于网络的多路径性，网络的扫描时间分析起来也比较复杂，以下以正方形区域代替圆形作简要的分析。
如图3-6所示为ZigBee网状网络示意图。
图3-6 ZigBee网状网络示意图
假设在任意两条直线的交叉点处放置一个节点，并且中心节点位于整个网络拓扑的中心位置，那么能和中心点直接通信（1跳）的节点有8个（围绕在中心点周围的8个节点），而中心节点需要用两跳的消耗才能到达的节点有16个，三跳的有24个……，则整个网络的扫描时间可以用下述公式表式：
T=15×8×（1+4+9+…+n2）（ms）
N=8（1+2+3+…+n）
式中，n为网络层数，N为网容节点数。
当T=20 s时，计算可得n=7，N=224，也即网状网络在满足最长20 s的扫描周期时的网络最大容量为224节点。以每个节点的通信距离为100 m计算，那么整个网络的覆盖范围为1.4×1.4=1.96（km2）的区域。(www.xing528.com)
而如果中心节点位于整个网络拓扑边缘的话，很明显会增加网络的层数，从而延长了系统的扫描时间，也即减小了整个网络的容量。
分析结论：网状网络的中心节点尽量布置在网络拓扑的中心位置，越靠近边缘，系统的扫描时间会越长，在扫描时间的限定下，整个网络的容量也会变得更小。
3.空间网状网络
空间的网状网络较之网状网络（平面）更为复杂，可以想象在10层高每层分布20个房间的楼宇内，每个房间装一个通信节点所组成的网络结构。在这种拓扑结构下，整个网络的扫描时间计算为
T=N×t+n×15（1+2+3+…+N–1）（ms）
式中，T为整个网络的扫描周期，t为单层扫描周期，n为每层平面的节点数，N为空间层数。
根据上述公式，若把每一平面层可以看成是一个平面网状结构网络，整个网络由若干垂直分布的平面网状网络组成。以每层25个节点计算，则空间最多不能超过9层。
若把每一平面层可以看成是一个二分支线性结构网络，整个网络由若干垂直分布的二分支线性网络组成。以每层24个节点计算，则空间最多不能超过6层。
分析结论：空间网状网络的系统性能和每平面层的节点个数有直接的关系，为增加网络容量，应尽量减少每平面层的节点数。
4.混合网络
在实际应用中，现场环境肯定比理想状况复杂得多，一个网络可能需要综合采用以上几种拓扑结构。为了取得更大的覆盖面积，更是需要将各个子网连接起来，以形成一个以各个子网为单元的大的网络结构，如图3-7所示。
图3-7 ZigBee混合网络示意图
5.撰写报告
请查阅当前市场上ZigBee技术应用的实例，如工业控制、智能家居和商业楼宇自动化、医学应用领域等。分析ZigBee技术的应用前景。需要进行数据采集的对象是什么；控制的节点大约为多少；应用对数据传输速率和成本要求高不高；设备需要电池供电多长时间；设备体积如何；如何布置网络节点等。
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