ZigBee模塊或ZigBee/IEEE 802.15.4協(xié)議是為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建的規(guī)范。它具有高可靠性、低成本、低功耗、可擴(kuò)展性和低數(shù)據(jù)速率的 WSN（無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)）的硬件和軟件標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。ZigBee自組網(wǎng)數(shù)字無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)是在1990年提出來(lái)的，但是IEEE 802.15.4-2003和ZigBee通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)在 2004 年 12 月 14 日正式上線。半年后，ZigBee聯(lián)盟就推出子怪不得1.0通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。
WSN 由廉價(jià)的無(wú)線傳感器組成，這些傳感器能夠收集、存儲(chǔ)、處理環(huán)境信息并與相鄰節(jié)點(diǎn)通信。例如，在家中的 WSN 可用于燈光控制、暖通空調(diào) (HVAC)、安全監(jiān)控和緊急事件檢測(cè)。并且對(duì)于工業(yè)控制可以用來(lái)改進(jìn)當(dāng)前的制造控制系統(tǒng)，檢測(cè)不穩(wěn)定的情況，控制生產(chǎn)流水線等等。
ZigBee技術(shù)提供超低消耗和效率（得益于可適應(yīng)的占空比、低速率和低覆蓋無(wú)線電），并為 WPN 啟用大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，使其成為用于此目的的最方便的標(biāo)準(zhǔn)之一。
ZigBee協(xié)議聯(lián)盟
ZigBee聯(lián)盟為了解決IEEE 802.15.4/ZigBee 協(xié)議棧的互操作性問(wèn)題。會(huì)員分為三個(gè)級(jí)別：采用者、參與者和發(fā)起者。
采用者：提供獲得最終批準(zhǔn)的規(guī)范、使用 Zigbee 會(huì)員徽標(biāo)、參與互操作性活動(dòng)、研討會(huì)和開(kāi)發(fā)者會(huì)議的權(quán)限。
參與者：提供所有聯(lián)盟委員會(huì)、工作/任務(wù)組和成員會(huì)議的全面參與。參與者在工作組中獲得投票權(quán)，并可以及早訪問(wèn)所有 Zigbee 聯(lián)盟正在開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
發(fā)起人：提供所有工作組的自動(dòng)投票權(quán)、所有標(biāo)準(zhǔn)的最終批準(zhǔn)權(quán)以及聯(lián)盟董事會(huì)的席位。
IEEE 802.15.4 通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)
2003年，IEEE802.15.4通信標(biāo)準(zhǔn)基本上是為低速率無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（LR-WPAN）指定物理和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，LR-WPAN 中的設(shè)備可分為全功能設(shè)備(FFD) 和縮減功能設(shè)備(RFD )。一臺(tái)設(shè)備被指定為 PAN 協(xié)調(diào)器，負(fù)責(zé)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)和管理其他設(shè)備。
它還定義了兩種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌盒切屯負(fù)浜蛯?duì)等拓?fù)?。星形模式是結(jié)構(gòu)化的，其中網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)者必然是中心節(jié)點(diǎn)。對(duì)等網(wǎng)絡(luò)可以形成任意的連接模式，并且它們的擴(kuò)展受到每對(duì)節(jié)點(diǎn)之間的距離的限制。zigbee協(xié)議在歐洲的 868 MHz、美國(guó)和澳大利亞的 916 MHz 和全球的 2400 MHz 頻道上運(yùn)行，且還增加了一些其他頻道。
物理層 (PHY)
是提供數(shù)據(jù)傳輸能力的層。為設(shè)備定義了三種不同的狀態(tài)：傳輸、接收和睡眠。這允許設(shè)備在定義占空比且設(shè)備休眠時(shí)節(jié)省能源。它還表征了鏈路接收信號(hào)的鏈路質(zhì)量/強(qiáng)度——鏈路質(zhì)量指示 (LQI)。
數(shù)據(jù)鏈路層
是負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?。它?MAC 子層上介紹了超幀結(jié)構(gòu)。超幀由網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)送的兩個(gè)信標(biāo)之間的時(shí)間定義。超幀可以分為活動(dòng)期和非活動(dòng)期，這與睡眠狀態(tài)一起允許在非活動(dòng)期節(jié)省能量。
信標(biāo)還用于與其他設(shè)備同步、宣布 PAN 的存在以及通知協(xié)調(diào)器中的待處理數(shù)據(jù)。
zigbee協(xié)議
ZigBee協(xié)議在前兩層使用 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)，并在其之上添加了網(wǎng)絡(luò)和安全以及框架協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)層在設(shè)備之間提供可靠和安全的傳輸。
zigbee協(xié)議定義了三種類(lèi)型的設(shè)備：
ZigBee Coordinator：負(fù)責(zé)初始化、維護(hù)和控制網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)只有一個(gè)
ZigBee 路由器：連接協(xié)調(diào)器或其他路由器。它可以有零個(gè)或多個(gè)子節(jié)點(diǎn)。參與多跳路由
ZigBee 終端設(shè)備：不參與路由
zigbee協(xié)議還定義了三種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?strong>星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/span>、樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/span>和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓撲。
在星形拓?fù)渲胁淮嬖?ZigBee 路由器。只有一個(gè) ZigBee 協(xié)調(diào)器和零個(gè)或多個(gè) ZigBee 終端設(shè)備。在樹(shù)或簇樹(shù)的情況下，ZigBee 協(xié)調(diào)器和 ZigBee 路由器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以宣布信標(biāo)。ZigBee 路由器可以定義每個(gè)集群的動(dòng)態(tài)占空比，允許設(shè)備進(jìn)入睡眠狀態(tài)，而不是依賴(lài)于 ZigBee 協(xié)調(diào)器，而是依賴(lài)于更接近的 ZigBee 路由器。該設(shè)備將選擇一個(gè)時(shí)隙并發(fā)送其信標(biāo)以避免沖突。它還支持保證帶寬 (GTS)。最后在網(wǎng)狀拓?fù)渲袥](méi)有同步，因此沒(méi)有信標(biāo)啟用模式，這意味著 ZigBee 協(xié)調(diào)器和 ZigBee 路由器必須始終開(kāi)啟。并且由于網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)性，沒(méi)有帶寬保證。
zigbee3.0協(xié)議最新版本
ZigBee3.0通信協(xié)議版本中，有幾個(gè)新功能和改進(jìn)。比如主要的是支持兩種安全模型，集中式安全網(wǎng)絡(luò)和分布式安全網(wǎng)絡(luò)。
在集中式安全網(wǎng)絡(luò)中，只有 ZigBee 協(xié)調(diào)器或信任中心可以啟動(dòng)集中式網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)加入時(shí)，它會(huì)接收網(wǎng)絡(luò)密鑰并建立唯一的 TCLK。
在分布式安全網(wǎng)絡(luò)中，沒(méi)有中央節(jié)點(diǎn)或信任中心，每個(gè)路由器都可以自己?jiǎn)?dòng)分布式網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它只接收網(wǎng)絡(luò)密鑰。
zigbee3.0協(xié)議版本中納入了以下新規(guī)范：
1、ZigBee Pro 2015；
2、基本設(shè)備行為；
3、綠能基本代理；
4、ZigBee集群庫(kù) (Rev. 6)；
5、ZigBee應(yīng)用架構(gòu)；
6、ZigBee照明和占用設(shè)備。
物聯(lián)網(wǎng)與ZigBee的優(yōu)勢(shì)
與 其他無(wú)線通信協(xié)議相比，使用 ZigBee 協(xié)議有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
1、ZigBee通信協(xié)議在所有層都是標(biāo)準(zhǔn)化的，可以確保不同產(chǎn)品的相互兼容。
2、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大功能，設(shè)備傾向于與每個(gè)附近的設(shè)備連接，這使得網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以從每個(gè)其他節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)并在地理上擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)，如果到節(jié)點(diǎn)的首選路徑在那里失敗，還可以提供自我修復(fù)是到達(dá)節(jié)點(diǎn)的其他路徑。您擁有的設(shè)備越多，網(wǎng)絡(luò)就越可靠。
3、低功耗模式。能量收集設(shè)備沒(méi)有電池，通過(guò)從環(huán)境中提取所需的能量（通過(guò)利用運(yùn)動(dòng)、光、壓電/壓力或珀?duì)柼?yīng)）來(lái)獲取電池。這對(duì)于僅有時(shí)在網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備（當(dāng)它們有電時(shí)）特別有效，并且可以讓這些設(shè)備安全地打開(kāi)和關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)，因此它們大部分時(shí)間都可以關(guān)閉并且不需要任何能量。
4、ZigBee 網(wǎng)絡(luò)具有高可擴(kuò)展性，可以連接到數(shù)千個(gè)設(shè)備，它們將使用最佳可用路徑相互通信。
