在ZigBee无线传感器网络中，协调器、路由器和终端设备构成了一个分层协作的生态系统。这三类设备通过差异化功能设计，共同支撑起低功耗、自组织的物联网通信网络。
ZigBee网络支持三种典型拓扑结构，路由器是否必需取决于具体场景：
结构：所有设备（终端）直接与协调器单跳通信。
路由器角色：非必需。适用于小规模场景（如单个房间的CE31-C01智能插座、温湿度传感器）。
局限：协调器负载重，覆盖范围受限（通常≤30米），设备数量受协调器内存限制（一般≤200个）。
结构：协调器作为根节点，路由器作为分支节点，终端作为叶子节点。
路由器角色：用于扩展网络深度（如多层建筑），但单条路径故障可能导致子树孤立。
结构：全互联拓扑，设备间通过路由器动态路由。
路由器角色：强制必需。通过多跳通信实现高可靠性（如工业物联网场景），单点故障可绕行，覆盖范围达千米级。
智能家居（星型网络）：路由器非必需，但若需连接蓝牙网关或语音助手（需常驻供电），可部署1个路由器。
智慧农业（网状网络）：田间传感器通过多跳路由器将数据回传至无线网关，确保单节点故障不影响整体。
ZigBee协议栈（Z-Stack/OpenThread）规定终端设备仅维护与父节点（协调器或路由器）的路由表，无全局网络视图。
技术细节：终端设备无NWK层路由功能，仅支持AODVjr（按需距离矢量路由简化版）的被动路径发现。
终端设备默认采用“睡眠-唤醒”周期（如占空比1%），路由器负责缓存其数据。
直接通信代价：若允许终端间通信，需持续监听信道，功耗将增加3-5倍（电池寿命从年降至月级）。
允许终端间通信的例外：通过自定义簇（Cluster）实现“伪直接通信”，但需父节点中继。例如，两个门窗传感器通过路由器交换状态，触发安防联动。
替代方案：使用支持ZigBee Green Power的超低功耗终端，通过信标模式实现有限直接通信。
网络启动：协调器执行能量扫描、信道选择、PAN ID分配等操作（耗时约30秒）。
后期角色：网络稳定后，协调器可降级为普通路由器，甚至进入休眠（需配置信任中心）。
网络自愈：动态更新路由表，绕过故障节点（如网状网络中路径修复时间<5秒）。
QoS支持：为关键数据流（如紧急报警）预留时隙，降低延迟（<100ms）。
安全代理：存储网络密钥，为低功耗终端提供加密服务（如S0接口）。
ZigBee通过牺牲终端间直接通信能力，换取了低功耗、高可靠性和网络可扩展性，使其成为物联网边缘层的理想选择。路由器作为网络“脊椎”，其必要性由拓扑复杂度与覆盖范围决定，而非绝对存在。
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