Zigbee是一种低延迟，低功耗，低成本和高可靠性的无线网状网络标准，可有效满足传感器网络的要求，并在工业监视，现场检测，监视中提供广泛的应用前景。标和其他领域。
文介绍并分析了Zigbee协议栈，并给出了整个系统结构，重点介绍了Zigbee标准物理层中的频带和一般规格以及信道扫描技术和帧结构。媒体访问控制层。Zigbee是一种标准化的无线通信技术，可以满足无线传感器网络的低成本和低功耗需求[1]。是无线标签技术和蓝牙技术之间的技术解决方案，主要用于短距离无线连接。为一种新的短距离无线通信技术，Zigbee有效地促进了低速个人网络的发展。
采用CSMA / CA通道访问机制，数据确认和加密机制以及网状多通道数据传输，并且具有灵活的组网模式，这使Zigbee技术变得非常强大自正式发布以来是科学和商业的一部分[6-7]。如Zigbee联盟主席所说，Zigbee技术是无线传感器网络的最佳选择[2-3]。Zigbee协议栈与传统的IT体系结构相同。层用于量化其简化的标准。一层负责执行特定的层功能并为上层提供服务。协议栈体系结构如图1所示：物理层（PHY）和媒体访问控制层（MAC）由协议标准IEEE802.15.4 [4-5]提供。IEEE802.15.4标准致力于提供低复杂度，低成本，低功耗和低速的无线通信技术，用于信道选择，能量检测，链路质量，规范了对信道（CCA）的清晰评估，信标和信道访问的管理，时隙的管理，传输的连接和断开的管理。IEEE802.15.4标准定义了两种类型的网络设备：简化功能设备（RFD）和完整功能设备（FFD）。FFD具有路由功能，可以与点对点拓扑网络中的任何节点进行通信。RFD功能受到限制，无论网络拓扑的类型如何，它都只能与其父节点FFD设备进行通信。络层和应用程序结构层由Zigbee联盟制定，该联盟规范网络的建立，设备的连接和断开连接，帧安全机制和设备对象。Zigbee标准基于IEEE 802.15.4标准定义了三个网络设备：协调器设备（ZC），路由器设备（ZR）和终端设备（ZED）。用程序框架层为Zigbee技术的实际应用提供了一些应用程序框架模型，用户可以根据自己的需求开发应用程序。个层协议标准的特征将在以下章节中详细介绍。IEEE802.15.4标准指定了所使用的无线电频带，物理层和MAC层。于不同的国家和地区，Zigbee技术允许其使用不同的工作频率。IEEE801.15.4在三个不同的ISM频带中运行：2.4 GHz（全球通用频带）和868/915 MHz。3个频带中调节了总共27个物理信道，其中16个信道在2.4 GHz频带中定义，10个信道在915 MHz频带中定义，1个频带在868 MHz频带中定义。于不同国家和地区采用的不同工作频率范围，为了提供数据传输速率，IEEE802.15.4标准规定了针对不同频率范围的不同调制方法。此，在不同的频带中，数据传输速率是不同的。体的调制方式和传输速率如表1所示。
igbee技术还严格调节传输功率，并根据不同国家和地区制定了不同的最大传输功率，传输功率范围为： 0至10dBm，通讯距离为10至300m。果误码率小于1％，则Zigbee的接收灵敏度为-85 dBm。收器能量检测（ED，Energy detection）：均衡器用于评估信道带宽中接收器信号的能量，其检测结果表示为整数由物理层原语PLME-ED控制的8位确认媒体访问控制层管理实体报告检测到的结果。
路质量指标（LQI，链路质量指标）。LQI用于评估接收器接收到的数据包的强度和质量。的值由8位整数表示，并且该值指示链接的质量。被发送到PD-DATAA物理层原语。体访问控制层。通渠道评估（CCA）。
IEEE802.15.4标准的物理层协议指定了三种清晰通道评估模式。除通道1评估模式：如果通过能量检测，通道能量高于阈值能量，则返回占用信息。信道评估模式2：载波判断，当净信道评估检测到扩展的调制信号时，它会给出繁忙消息。信息可以高于或低于能量检测阈值。信道评估模式3：当净信道评估检测到扩展信号并且扩展信号传输的能量大于阈值能量时，会将占用的信息发回。于上述畅通信道评估模式之一，如果物理层接收到数据，并且如果接收到PLME-CCA请求原语，则畅通信道评估也会返回繁忙消息。检测到信道繁忙时，物理层将使用PLME-CCA.confirm原语将状态为BUSY的消息发送到媒体访问控制层。
检测到该通道处于非活动状态时，它将具有IDLE状态的消息发送到媒体访问控制层。IEEE802.15.4标准中，给出了MAC协议的规范，以促进对物理层无线信道的访问。MAC层数据服务提供了用于物理层与网络层之间的数据传输的接口，以便在数据发送，接收和处理装置中擦除MAC层服务数据单元。MAC层管理服务用于在上层与MAC层管理实体之间传输管理指令，其主要功能是管理设备通信链路的连接和断开，信标管理，个人网络信息库管理，隔离点管理，重置管理接收管理，信道扫描管理，通信状态管理，网络管理设备状态，启动，网络同步，查询管理等所有设备都必须能够在指定的一系列通道上执行被动和孤立扫描，并且FFD还可以执行能量检测和主动扫描。
FFD充当个人网络协调者之前，它首先执行能量检测或主动扫描，或者执行主动或被动扫描，然后再选择与个人网络建立连接。备使用孤立扫描锁定丢失连接的父节点。
于RFD，可以选择能量检测扫描或主动扫描来选择合适的通道以连接到网络。过一次扫描每个通道，设备节点可以从每个通道获得峰值能量。用此信息，设备节点可以选择适当的通道来访问网络。于每个逻辑信道，MAC层管理实体定义相应的信道序列号，切换到相应的信道，并以符号周期[aBaseSuperframeDuration×（2n 1）]（其中n是0到14之间的参数值的扫描），在此期间获得的最大能量检测值。设备可以存储从1到通道能量检测最大值的值。设备可以在选择建立到个人网络的连接之前执行被动扫描。主动扫描类似，它允许设备锁定在其所在的个人网络中发送信标的任何协调器。旦已扫描PAN描述符或所有通道的最大值，扫描便会结束。
于每个逻辑通道，设备首先定义该通道的当前值并切换到相应的通道，然后发送隔离的公告命令。时，接收器处于工作状态，接收时间最多为一个ResponseWaitTime符号周期，在等待时间内收到协调设备重连接命令，设备关闭接收器。设备收到重新连接命令或已经分析了所有标准逻辑通道时，隔离的信达分析将结束。MAC层帧结构由三部分组成：MAC层帧头，可变长度的MAC有效负载和帧结束。控制字段包括帧类型的定义，地址子字段和其他控制信息，并定义帧类型和格式。地址字段中，有两种地址类型：64位IEEE MAC地址和16位Zigbee网络地址。数据传输过程中，可以使用任何寻址方法。有效载荷字段的长度是可变的，并且不同类型的帧中包含不同的信息。
IEEE802.15.4标准中，恒温阀芯定义了四种类型的帧：信标帧，数据帧，确认帧和控制帧。标帧和数据帧包含高级信息，而确认帧和控制帧则由MAC层生成。Zigbee技术是一种标准的无线通信技术，可以满足无线传感器网络的低成本和低功耗需求。文对Zigbee协议栈中的相关信息进行了详细介绍。先，介绍Zigbee协议栈的总体结构：从物理层到应用程序层，逐一分析Zigbee标准的每一层的特性。要介绍了Zigbee标准的频段和一般规格，信道扫描的分类和帧结构。
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