Zigbee是一种低功耗、低速率的无线通信协议，被广泛应用于物联网领域。Zigbee 协议标准是由 Zigbee 联盟制定的，包括四个层次的协议架构，分别是应用层、网络层、MAC 层和物理层。本文将深入探讨 Zigbee 协议标准的四层架构，为读者带来更多的了解。
一、应用层
应用层是 Zigbee 协议标准中最高层的协议，它提供了应用程序间的相互通信和数据交换。应用层包含了多个应用对象，例如灯光控制、温度监测、安全警报等。Zigbee 协议中规定了多种不同类型的应用层消息，包括命令消息、配置消息、反馈消息等。应用层还定义了一些应用层框架，例如 Zigbee Cluster Library(ZCL)，它定义了一组通用的应用程序接口，使不同厂家的设备能够相互通信。
二、网络层
网络层是 Zigbee 协议标准中的第二层，它提供了一个分布式的网络管理机制。网络层的主要功能包括路由选择、网络拓扑管理和安全管理。在 Zigbee 网络中，每个设备都有一个唯一的 64 位 IEEE 地址和一个短地址。网络层通过路由选择算法来确定数据包的最佳路径，并确保数据包能够到达目的地。网络层还定义了一个网络层安全协议(NWK 层安全协议)，它提供了数据保密性、数据完整性和数据源认证等安全保障。
三、MAC 层
MAC 层是 Zigbee 协议标准中的第三层，它负责管理物理层和网络层之间的通信。MAC 层的主要功能包括数据帧格式定义、数据帧传输、信道访问控制和能量管理。在 Zigbee 网络中，MAC 层规定了两种不同类型的帧，分别是 MAC 数据帧和 MAC 管理帧。MAC 数据帧用于传输网络层数据，而 MAC 管理帧用于管理网络层和物理层之间的通信。MAC 层还定义了一个低功耗监听模式(LPL)，它可以将设备的功耗降到最低。
四、物理层
物理层是 Zigbee 协议标准中的最底层，它负责将数字信号转换成模拟信号，并将信号发送到无线信道。物理层的主要功能包括频率选择、调制解调、功率控制和信道访问。在 Zigbee 网络中，物理层规定了多个不同的无线信道，以避免干扰和提高网络容量。物理层还定义了一个低功耗无线个人局域网(LR-WPAN)的物理层规范，它规定了多个不同的物理层标准，例如 IEEE 802.15.4、Zigbee Pro 和 Zigbee IP 等。
结论：
Zigbee 协议标准是一种重要的无线通信协议，它被广泛应用于物联网领域。Zigbee 协议标准的四层架构包括应用层、网络层、MAC 层和物理层。应用层负责应用程序间的相互通信和数据交换，网络层提供了一个分布式的网络管理机制，MAC 层负责管理物理层和网络层之间的通信，物理层负责将数字信号转换成模拟信号，并将信号发送到无线信道。四层架构的设计使得 Zigbee 协议标准具有高效、低功耗、安全可靠等特点，为物联网的发展提供了重要支持。
