图ZIGBEE网络拓扑分类

　　(1)工作周期短、收发信息功耗较低，并且RFD(ReducedFunctionDevice，简化功能器件)采用了休眠模式，不工作时都可以进入睡眠模式。

　　(2)低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码。

　　(3)低速率、短延时。ZIGBEE的最大通信速率达到250kb／s(工作在2．4GHz时)，满足低速率传输数据的应用需求。ZIGBEE的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需3～10S、Wi-Fi需3S。

　　(4)近距离，高容量。传输范围一般介于10～100m，在增加RF发射功率后，亦可增加到1~3km。这指的是相邻节点间的距离，若通过路由和节点间通信的接力，扩展后达到几百米甚至几公里。ZIGBEE可采用星状、片状和网状网络结构。由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点。

　　(5)高可靠性和高安全性。ZIGBEE的媒体接入控制层(MediumAccessControl，MAC)采用CSMA/CA的碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。ZIGBEE还提供了3级安全模式，包括无安全设定、使用接人控制清单防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AdvancedEncryptionStandard，AES)的对称密码，以灵活确定其安全属性。

　　(6)免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗(IndustrialScientificMedical，ISM)频段，分别为2．4GHz(全球)、915MHz(美国)和868MHz(欧洲)。>ZigBee无线网络与802.15.4标准

　　无线通信(这里主要指短距离无线通信和嵌入式无线通信)的发展，需要将更多的节点通过无线联系起来，包括各种传感器网络、无线实时定位网络、射频识别网络、数字家庭网络、安全监视网络等。这就需要解决两方面的问题：无线通信的标准化和对网络拓扑的管理。

　　网络标准化，通俗地说就是网络节点的互通性，各种不同功能的无线网络节点需要能相互交流、相互认识。举例来说，未来家庭中，各种家电将具有无线功能，汇集成一个互通的无线网络，冰箱可能是日本的，电视是中国造，烟雾报警器可能来自美国，所有的家电通过无线汇集到家庭网关，必须相互认识，才可以进行无线数据通信。这就需要一个所有制造厂家可以遵循的标准，目前这个标准就是IEEE802.15.4——一个专门针对这类应用的国际标准。

　　网络拓扑管理，主要是建立在IEEE802.15.4之上的网络层，包括各种网络的形态。无线网络节点可以像一个星状一样连接，也可以像一个葡萄串一样串在一起，还可以像一张大网，相互连接，相互间可以从任意节点进行通信。这就需要在网络层相互兼容，这就有了ZigBee——一套标准化的网络层协议规范。

　　802.15.4标准和ZigBee网络已经是当今世界的技术热点，可以在网上发现数量巨大的相关信息，也可以方便地学习到这方面的知识。

　　实现网络的标准化，管理越来越复杂的无线网络，需要有大量的软件代码来实现，也需要对无线通信技术的精通和大量的人力物力投入，绝非哪家公司可以独自包揽，自己来完成。因此，802.15.4标准和ZigBee网络实现的代码，都是由国际标准组织和ZigBee联盟这样的机构协助组织完成的，然后以软件库、源代码库的方式提供给用户，由用户进行高层调用，加上自己的应用程序，固化到单片机中。

　　而新一代无线单片机，像CC2430，就是具备了全部802.15.4标准和ZigBee无线网络结构的8051单片机，当用USB接口连接上CC2430仿真器，接上CC2430电路板，在IARIDE调试环境下装上802.15.4标准和ZigBee网络的可调试工程文件(包括802.15.4标准和ZigBee网络库文件、演示软件等)后编译、下载，然后运行，几秒种的时间，按几下按键，802.15.4标准和ZigBee网络(数万行C51语言写成的代码，组成的软件)就在转瞬间被驾驭了：>ZigBee无线网络节点的软件设计

　　1、ZigBee协议栈

　　ZigBee协议由一组子层构成。每层为其上层提供一组特定的服务；数据实体提供数据传输服务；管理实体提供全部其他服务。每个服务实体通过一个服务接入点(SAP)为其上层提供服务接口，并且每个SAP提供一系列基本服务指令来完成相应的功能。

　　ZigBee协议栈的体系结构包括：ZigBee应用层、ZigBee网络层、IEEE．802．15．4MAC层和IEEE802．15．4PHY层。IEEE．802．15．42003标准定义最下面的2层：物理层(PHY)和介质接入控制层(MAC)。ZigBee联盟提供了网络层和应用层(APL)框架的设计。其中应用层框架主要包括3部分：应用支持子层(APS)、ZigBee设备对象(ZDO)和由制造商制定的应用对象。

　　2、ZigBee信道分配

　　ZigBee的通信频率在物理层规范，在不同的国家或区域ZigBee提供了不同的工作频率范围，其所使用的频率范围为2．4GHz和816／915MHz。因此，在ZigBee中定义2．4GHz和816／915MHz2个物理层标准，它们都基于直接序列扩频(DSSS)技术。

　　这里采用全球统一的2．4GHz波段，无须申请ISM频段，适合ZigBee设备推广及降低生产成本。2．4GHz物理层采用16相调制技术，能够提供250kb／s的传输速率，提高数据吞吐量，缩短通信时延和数据收发时间，降低功耗。

　　3、网络的建立与加入

　　ZigBee设备通过NLME-NETWORK-FORMATION．request原语来启动一个新网络的建立过程。仅当具有ZigBee协调器能力且当前无与网络连接的设备，才可尝试建立一个新网络。如果此过程由其他设备开始，则网络层管理实体将终止该过程，并向其上层发出非法请求报告。

　　该步骤通过发出状态参数为INVAUD_REQUEST的NLME-NETWORK-FORMATION．confirm原语来完成。只有当设备为ZigBee协调器或路由器时，才能试图允许设备与网络的连接。可通过NLME-PERMIT-JOINING．request原语允许连接。

　　4、数据的发送与接收

　　发送数据时，首先按照协议中规定的帧形式构建帧数据。帧数据包括帧头和帧内容。其中帧头包括帧类型、源地址、目的地址、PAN、CLUSTERID等信息。帧构建好后调用MAC层的原语MCPS-DATA．request，并将接收到的结果通过MCPS-DATA．confirm返回。在Z-Stack中，数据的发送和接收都必须通过应用层调用。应用层提供的Flash发送函数，其程序如下：