ZigBee模塊或ZigBee/IEEE 802.15.4協(xié)議是為無線網絡創(chuàng)建的規(guī)范。它具有高可靠性、低成本、低功耗、可擴展性和低數(shù)據速率的 WSN（無線傳感器網絡）的硬件和軟件標準設計。ZigBee自組網數(shù)字無線電網絡是在1990年提出來的，但是IEEE 802.15.4-2003和ZigBee通信協(xié)議標準在 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)議標準。
WSN 由廉價的無線傳感器組成，這些傳感器能夠收集、存儲、處理環(huán)境信息并與相鄰節(jié)點通信。例如，在家中的 WSN 可用于燈光控制、暖通空調 (HVAC)、安全監(jiān)控和緊急事件檢測。并且對于工業(yè)控制可以用來改進當前的制造控制系統(tǒng)，檢測不穩(wěn)定的情況，控制生產流水線等等。
ZigBee技術提供超低消耗和效率（得益于可適應的占空比、低速率和低覆蓋無線電），并為 WPN 啟用大規(guī)模網絡，使其成為用于此目的的最方便的標準之一。
ZigBee協(xié)議聯(lián)盟
ZigBee聯(lián)盟為了解決IEEE 802.15.4/ZigBee 協(xié)議棧的互操作性問題。會員分為三個級別：采用者、參與者和發(fā)起者。
采用者：提供獲得最終批準的規(guī)范、使用 Zigbee 會員徽標、參與互操作性活動、研討會和開發(fā)者會議的權限。
參與者：提供所有聯(lián)盟委員會、工作/任務組和成員會議的全面參與。參與者在工作組中獲得投票權，并可以及早訪問所有 Zigbee 聯(lián)盟正在開發(fā)的標準和規(guī)范。
發(fā)起人：提供所有工作組的自動投票權、所有標準的最終批準權以及聯(lián)盟董事會的席位。
IEEE 802.15.4 通信協(xié)議標準
2003年，IEEE802.15.4通信標準基本上是為低速率無線個人區(qū)域網絡（LR-WPAN）指定物理和數(shù)據鏈路層協(xié)議，LR-WPAN 中的設備可分為全功能設備(FFD) 和縮減功能設備(RFD )。一臺設備被指定為 PAN 協(xié)調器，負責維護網絡和管理其他設備。
它還定義了兩種類型的網絡拓撲：星型拓撲和對等拓撲。星形模式是結構化的，其中網絡的協(xié)調者必然是中心節(jié)點。對等網絡可以形成任意的連接模式，并且它們的擴展受到每對節(jié)點之間的距離的限制。zigbee協(xié)議在歐洲的 868 MHz、美國和澳大利亞的 916 MHz 和全球的 2400 MHz 頻道上運行，且還增加了一些其他頻道。
物理層 (PHY)
是提供數(shù)據傳輸能力的層。為設備定義了三種不同的狀態(tài)：傳輸、接收和睡眠。這允許設備在定義占空比且設備休眠時節(jié)省能源。它還表征了鏈路接收信號的鏈路質量/強度——鏈路質量指示 (LQI)。
數(shù)據鏈路層
是負責網絡節(jié)點之間數(shù)據傳輸?shù)膶?。它?MAC 子層上介紹了超幀結構。超幀由網絡協(xié)調器發(fā)送的兩個信標之間的時間定義。超幀可以分為活動期和非活動期，這與睡眠狀態(tài)一起允許在非活動期節(jié)省能量。
信標還用于與其他設備同步、宣布 PAN 的存在以及通知協(xié)調器中的待處理數(shù)據。
zigbee協(xié)議
ZigBee協(xié)議在前兩層使用 IEEE 802.15.4 標準，并在其之上添加了網絡和安全以及框架協(xié)議。網絡層在設備之間提供可靠和安全的傳輸。
zigbee協(xié)議定義了三種類型的設備：
ZigBee Coordinator：負責初始化、維護和控制網絡。每個網絡只有一個
ZigBee 路由器：連接協(xié)調器或其他路由器。它可以有零個或多個子節(jié)點。參與多跳路由
ZigBee 終端設備：不參與路由
zigbee協(xié)議還定義了三種類型的網絡拓撲：星形網絡拓撲、樹形網絡拓撲和網狀網絡拓撲。
在星形拓撲中不存在 ZigBee 路由器。只有一個 ZigBee 協(xié)調器和零個或多個 ZigBee 終端設備。在樹或簇樹的情況下，ZigBee 協(xié)調器和 ZigBee 路由器的拓撲結構可以宣布信標。ZigBee 路由器可以定義每個集群的動態(tài)占空比，允許設備進入睡眠狀態(tài)，而不是依賴于 ZigBee 協(xié)調器，而是依賴于更接近的 ZigBee 路由器。該設備將選擇一個時隙并發(fā)送其信標以避免沖突。它還支持保證帶寬 (GTS)。最后在網狀拓撲中沒有同步，因此沒有信標啟用模式，這意味著 ZigBee 協(xié)調器和 ZigBee 路由器必須始終開啟。并且由于網絡的動態(tài)性，沒有帶寬保證。
zigbee3.0協(xié)議最新版本
ZigBee3.0通信協(xié)議版本中，有幾個新功能和改進。比如主要的是支持兩種安全模型，集中式安全網絡和分布式安全網絡。
在集中式安全網絡中，只有 ZigBee 協(xié)調器或信任中心可以啟動集中式網絡，當節(jié)點加入時，它會接收網絡密鑰并建立唯一的 TCLK。
在分布式安全網絡中，沒有中央節(jié)點或信任中心，每個路由器都可以自己啟動分布式網絡。當一個節(jié)點加入網絡時，它只接收網絡密鑰。
zigbee3.0協(xié)議版本中納入了以下新規(guī)范：
1、ZigBee Pro 2015；
2、基本設備行為；
3、綠能基本代理；
4、ZigBee集群庫 (Rev. 6)；
5、ZigBee應用架構；
6、ZigBee照明和占用設備。
物聯(lián)網與ZigBee的優(yōu)勢
與 其他無線通信協(xié)議相比，使用 ZigBee 協(xié)議有幾個優(yōu)點。
1、ZigBee通信協(xié)議在所有層都是標準化的，可以確保不同產品的相互兼容。
2、網狀網絡的強大功能，設備傾向于與每個附近的設備連接，這使得網絡的每個節(jié)點都可以從每個其他節(jié)點訪問并在地理上擴展網絡，如果到節(jié)點的首選路徑在那里失敗，還可以提供自我修復是到達節(jié)點的其他路徑。您擁有的設備越多，網絡就越可靠。
3、低功耗模式。能量收集設備沒有電池，通過從環(huán)境中提取所需的能量（通過利用運動、光、壓電/壓力或珀爾帖效應）來獲取電池。這對于僅有時在網絡上的設備（當它們有電時）特別有效，并且可以讓這些設備安全地打開和關閉網絡，因此它們大部分時間都可以關閉并且不需要任何能量。
4、ZigBee 網絡具有高可擴展性，可以連接到數(shù)千個設備，它們將使用最佳可用路徑相互通信。
