随着我国城镇化进程的加快,城市路灯系统的规模也正在快速增长。限于传统的故障排查和开关控制方式,不能对路灯进行远程实时控制和在线信息获取,导致系统的管理成本高,智能化水平低。因此,通过ZigBee组网的方式使其能够实现网络化、远程化管理的趋势势在必行。在路灯网络中进行消息路由时,虽然洪泛的方式扩散速度快,但存在冗余数据过多导致信道拥塞的问题,使得实际应用中的路灯网络规模受到一定的限制。其他如Cluster-Tree算法存在节点地址分配不灵活的问题,AODVjr算法则存在路由发现、维护、RREQ广播风暴等问题。针对上述问题,本文提出了一种基于标识的确定路径云路由算法,能在路灯网络中较快较优地进行路由选择。然后提出了一种ZigBee网络中消息传播的高阶描述模型,对关键节点通信异常的情况下网络中存在的路由收敛问题进行了定量分析和研究。为了在真实路灯网络中减少关键节点通信异常情况的发生,本文提出了一种双通道融合的通信方案。在对这些算法、模型和方案的研究中,本文取得了以下研究成果:(1)提出了一种基于标识的确定路径云路由算法,有效利用了服务器的全局知识,并借鉴了Cluster-Tree和AODVjr算法的核心思想,让数据包在路灯网络中能较快较优地进行路由选择。(2)对关键节点异常情况下的路灯网络进行抽象分析,提出了一种消息传播的高阶描述模型,考虑了节点被访问次数和节点度两个参数,对现有随机步模型进行了修正,避免了高估覆盖节点率的问题,也确定了数据包在网络中传输的收敛边界。(3)在网关节点中设计并实现了一套融合通信机制,成功实现了数据双通道传输,有效提升了传输带宽和传输稳定性。该机制的思想可扩展到其他领域。最后,在张家港两个乡镇实际部署的1000多个节点的路灯网络中,确认了本文路由算法和融合通信方案的有效性,证明了本文提出的算法可适用更大规模的路灯网络,并且通信效率和质量更高。