ZigBee協(xié)議適應無線傳感器的低花費、低能量、高容錯性等的要求。Zigbee的基礎是IEEE 802.15.4。但IEEE僅處理低級MAC層和物理層協(xié)議，因此Zigbee聯(lián)盟擴展了IEEE，對其網(wǎng)絡層協(xié)議和API進行了標準化。Zigbee是一種新興的短距離、低速率的無線網(wǎng)絡技術。主要用于近距離無線連接。它有自己的協(xié)議標準，在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)實現(xiàn)通信。

　　ZigBee無線網(wǎng)絡協(xié)議層

　　ZigBee堆棧是在IEEE 802.15.4標準基礎上建立的，定義了協(xié)議的MAC和PHY層。ZigBee設備應該包括IEEE802.15.4（該標準定義了RF射頻以及與相鄰設備之間的通信）的PHY和MAC層，以及ZigBee堆棧層：網(wǎng)絡層（NWK）、應用層和安全服務提供層。

　　ZigBee 無線網(wǎng)絡協(xié)議層共分為 4 層，分別為 PHY 層，MAC 層，NWK 層和 APL層，各層作用的簡單介紹如下。

　　1. PHY 層-硬件層

　　在 ZigBee 無線網(wǎng)絡中，PHY 層位于協(xié)議層的最底層，是距離硬件最近的層，它直接控制并與無線收發(fā)器通信。PHY 層負責激活發(fā)送或接受數(shù)據(jù)包的無線設備。PHY 層還選擇信道的頻率并確保該頻道當前沒有被任何一個其他網(wǎng)絡中的設備所使用。

　　作用：啟動和禁用射頻收發(fā)器、傳輸和接收數(shù)據(jù)包、選擇信道頻率、執(zhí)行能量檢測、CCA、產(chǎn)生LQI。

　　2. MAC 層-介質(zhì)訪問控制層

　　MAC 層為 PHY 層和 NWK 層提供了接口，它負責產(chǎn)生信標和為信標（beacon-enabled 網(wǎng)絡）同步設備，MAC 層還提供建立連接和解除連接的服務。

　　作用：如果是協(xié)調(diào)器可以產(chǎn)生信標、使用信標，同步執(zhí)行CSMA-CA、處理GTS，在兩個對等MAC實體之間（不同設備）提供可靠的鏈接、PAN關聯(lián)和接觸關聯(lián)的服務、安全支持。

　　3. NWK 層-網(wǎng)絡層功能

　　NWK 層接口負責管理網(wǎng)絡形成和路徑選擇。路徑選擇就是選擇將信息轉(zhuǎn)發(fā)到目標設備的路徑。ZigBee coordinator 和 router 負責發(fā)現(xiàn)和維護網(wǎng)絡中的路徑，ZigBee 終端設備不能執(zhí)行發(fā)現(xiàn)路徑。ZigBee coordinator 或者 router 將代表終端執(zhí)行路徑發(fā)現(xiàn)，ZigBee coordinator 的 NWK 層負責建立一個新的網(wǎng)絡和選擇網(wǎng)絡拓撲（樹型，星型，或網(wǎng)狀網(wǎng)絡拓撲），ZigBee coordinator 還為網(wǎng)絡中的設備分配網(wǎng)絡地址。

　　作用：配置一個新的設備，例如，把新的設備配置成zigbee協(xié)調(diào)器，或者嘗試加入一個已經(jīng)存在的網(wǎng)絡、啟動新的網(wǎng)絡、加入或者離開一個網(wǎng)絡、執(zhí)行網(wǎng)絡安全、路由信息幀到它們的目的地。（協(xié)調(diào)器或者路由器）、發(fā)現(xiàn)和維護設備間的路由、發(fā)現(xiàn)單跳鄰居，并存儲它們的信息（單跳設備不需要中繼服務）、分配地址給假如網(wǎng)絡的設備（協(xié)調(diào)器或路由器）

　　4. APL 層-應用層

　　APL 層是 ZigBee 無線網(wǎng)絡中的最高協(xié)議層并且管理應用對象。生產(chǎn)商開發(fā)應用對象來為各種應用定制一款設備，在 ZigBee 設備中，應用對象控制和管理協(xié)議層，單個的設備中最多可以有 240 個應用對象。

　　在開發(fā)一個應用時，ZigBee 標準提供了使用應用框架的選擇。應用框架是一系列關于特定應用消息格式和處理動作的協(xié)議。使用應用框架可以使不同供應商開發(fā)的同一款應用的產(chǎn)品之間有更好的互操作性。

　　包括APS應用支持子層、ZDO設備對象、AF應用框架。

　　APS：保存綁定表、在相互綁定設備之間傳送消息、管理組地址、映射64位IEEE地址到16位網(wǎng)絡短地址、提供可靠數(shù)據(jù)傳輸

　　ZDO：定義網(wǎng)絡角色（協(xié)調(diào)器，路由器或終端設備）、發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡中的設備及其應用，初始化或響應綁定請求、執(zhí)行安全相關任務

　　AF：應用對象運行的環(huán)境、一些縮寫的解釋、CCA 空閑信道評估、LQI 鏈路質(zhì)量指標、CSMA-CA 避免沖突的載波偵聽多路訪問、GTS 確定時隙、PAN 個人局域網(wǎng)