整個網絡分為三層：最高層為監(jiān)控中心，由可以上網的計算機構建，該計算機通過互聯網與GPRS-ZigBee網關通信；中間層為GPRS-ZigBee網關，其作為中間橋梁，起著聯通底層ZigBee網絡和上層監(jiān)控中心的作用；最底層為ZigBee網絡，每個終端設備都是一個ZigBee節(jié)點，其接收GPRS-ZigBee網關轉發(fā)的數據，也可以通過網關向監(jiān)控中心發(fā)送數據。
2 ZigBee網絡
　　ZigBee技術是目前嵌入式應用的一大熱點。這是一種近距離、低復雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信技術或及無線網絡技術，主要適合于承載數據流量較小的業(yè)務，可嵌入各種設備中，同時支持位置定位功能。
　　ZigBee最大的優(yōu)勢在于其可以自由組網，比傳統(tǒng)的RF模塊點對點的應用靈活許多，而且數據收發(fā)的速率可以達到1 Mb/s。
　　本文采用的ZigBee模塊是美國CEL公司的ZICM2410模塊(如圖3所示)。該模塊內置集成51核的單片機，具有豐富的硬件接口(GPIO、UART、定時器和音頻接口等)，采用簡單易學的Python語言開發(fā)，支持用戶二次開發(fā)。用戶可以在該模塊上實現簡單的傳輸協議，以兼容用戶端機的接口協議。

　　ZICM2410的最大特點在于其支持SNAP網絡。SNAP網絡協議是一款由Synapse公司開發(fā)的無線mesh網絡協議，SNAP為復雜的ZigBee網絡提供一個簡單、可靠、智能的完整組網方案。SNAP使用的是對等網絡，所有的節(jié)點都是路由節(jié)點，組網時，無“加入網絡”過程，無中心節(jié)點，無需預先構架網絡拓撲。所以ZICM2410功耗極低，通信冗余性能優(yōu)異。
3 GPRS-ZigBee網關
　　網關采用廣州致遠電子有限公司推出的ZWG-68ZB，它是一款非常易于使用、穩(wěn)定可靠，且能夠適應長期不間斷工作的工業(yè)級設備，產品外形如圖 4所示。

　　在投入使用之前要先把監(jiān)控中心的公網IP地址和端口號配置到網關中，這樣網關在上電后就會主動連接上監(jiān)控中心，并把監(jiān)控中心下發(fā)的數據通過ZigBee轉發(fā)給一線的終端設備，同時還會把終端設備通過ZigBee上傳的數據轉發(fā)到監(jiān)控中心。
　　ZWG-68ZB默認是透明傳輸方式，但是設備中的ZigBee模塊同樣支持用戶二次開發(fā)，用戶可以將通信協議自行集成在設備中。
　　ZWG-68ZB采用西門子工業(yè)級的GPRS模塊，具有以下特點：
　　(1)6 V～25 V寬壓供電；
　　(2)支持數據中心動態(tài)域名或IP地址方式訪問；
　　(3)支持備用數據中心；
　　(4)斷線自動重連；
　　(5)支持短信配置與維護；
　　(6)支持本地和遠程固件升級；
　　(7)具有連接時機可控功能，節(jié)約流量；
　　(8)支持本地和遠程圖形化界面配置與維護；
　　(9)支持永遠在線、空閑下線和空閑掉電三種工作方式；
　　(10)多重軟硬件可靠設計，復合式看門狗技術，使設備穩(wěn)定運行。
4 監(jiān)控中心服務器
　　監(jiān)控中心服務器的功能是通過ZWG-68ZB網關設備與位于一線的端機設備進行雙向通信。監(jiān)控中心服務器必須是能夠連接到互聯網的計算機，可為其申請固定IP或者動態(tài)域名。
　　ZWG-68ZB網關設備上電后，會以TCP客戶端的方式自動連接到監(jiān)控中心服務器。如果連接不成功會繼續(xù)重連，直到連接成功。
5 應用案例
　　住宅小區(qū)的暖氣表通常在建筑物內每戶一表，垂直安裝，所以特別適合SNAP網絡的自組網方式。而一個小區(qū)的樓宇之間相隔也不遠，所以可以采用小區(qū)內部ZigBee組網，集中通過一臺或多臺（視小區(qū)規(guī)模而定）GPRS-ZigBee網關與熱力公司的監(jiān)控中心通信，從而實現遠程抄表、網上繳費、遠程監(jiān)控的全自動化暖氣表管理系統(tǒng)。整個系統(tǒng)如圖5所示。

6 設備安裝注意事項
　　(1)設備使用GPRS無線方式通信，因此應選擇在不屏蔽手機信號的地點安裝。
　　(2)ZigBee信號功率較小，對建筑物的穿透能力有限，所以端機安裝時要考慮ZigBee信號覆蓋的情況，如果無法覆蓋可以安裝無用戶設備的ZigBee設備，作為中繼器使用。
　　(3)不要在禁止使用射頻設備的場合使用該設備，例如加油站和醫(yī)院內部。
　　GPRS-ZigBee的組網應用，充分發(fā)揮了GPRS無通信距離限制和ZigBee成本低、無運營費用的優(yōu)點。降低了系統(tǒng)建設成本、節(jié)省了通信費用、降低了端機功耗，所以GPRS-ZigBee作為新一代無線組網方案，適合于水電氣表的遠程抄表系統(tǒng)、城市環(huán)境監(jiān)測、燈光遠程監(jiān)控、智能家居、礦山監(jiān)測等領域。