ZigBee協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層和物理層協議，因此Zigbee聯盟擴展了IEEE，對其網絡層協議和API進行了標準化。Zigbee是一種新興的短距離、低速率的無線網絡技術。主要用于近距離無線連接。它有自己的協議標準，在數千個微小的傳感器之間相互協調實現通信。

　　ZigBee無線網絡協議層

　　ZigBee堆棧是在IEEE 802.15.4標準基礎上建立的，定義了協議的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：網絡層（NWK）、應用層和安全服務提供層。

　　ZigBee 無線網絡協議層共分為 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 無線網絡中，PHY 層位于協議層的最底層，是距離硬件最近的層，它直接控制并與無線收發器通信。PHY 層負責激活發送或接受數據包的無線設備。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絡中的設備所使用。

　　作用：啟動和禁用射頻收發器、傳輸和接收數據包、選擇信道頻率、執行能量檢測、CCA、產生LQI。

　　2. MAC 層-介質訪問控制層

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

　　作用：如果是協調器可以產生信標、使用信標，同步執行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關聯和接觸關聯的服務、安全支持。

　　3. NWK 層-網絡層功能

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

　　作用：配置一個新的設備，例如，把新的設備配置成zigbee協調器，或者嘗試加入一個已經存在的網絡、啟動新的網絡、加入或者離開一個網絡、執行網絡安全、路由信息幀到它們的目的地。（協調器或者路由器）、發現和維護設備間的路由、發現單跳鄰居，并存儲它們的信息（單跳設備不需要中繼服務）、分配地址給假如網絡的設備（協調器或路由器）

　　4. APL 層-應用層

　　APL 層是 ZigBee 無線網絡中的最高協議層并且管理應用對象。生產商開發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議層，單個的設備中最多可以有 240 個應用對象。

　　在開發一個應用時，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議。使用應用框架可以使不同供應商開發的同一款應用的產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位網絡短地址、提供可靠數據傳輸

　　ZDO：定義網絡角色（協調器，路由器或終端設備）、發現網絡中的設備及其應用，初始化或響應綁定請求、執行安全相關任務

　　AF：應用對象運行的環境、一些縮寫的解釋、CCA 空閑信道評估、LQI 鏈路質量指標、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