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　　2.1 Zigbee协议栈 

　　物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。IEEE仅处理MAC层和物理层协议，为了开发方便，由半导体生产商、技术集成商等组织Zigbee联盟在物理层、MAC层基础上对其网络层协议和API进行了标准化扩展，另外，还提供了安全服务。 

　　和计算机网络一样，在Zigbee协议栈中，包含一系列的层，每一层一方面为上层提供服务，另一方面通过下层的服务完成自己功能。层与层之间通过服务访问点SAP连接。这些服务是设备中的实体通过发送服务原语来实现，实体包括数据实体和管理实体。数据实体向上层提供常规的数据服务，而管理实体向上层提供访问数据内部层的参数、配置和管理数据[2]。 

　　2.2 Zigbee模块的硬件接口 

　　Zigbee模块的收发芯片采用的是PIC18LF4620。Zigbee芯片为CC2420，该芯片48引脚，PIC18LF4620拥有3986B的RAM以及64KB的FLASH。这个模块除了可以用于Zigbee无线通信以外，还可以有足够的资源用于信息采集和外围设备控制，该模块的整体原理图如下所示。 

　　图1 Zigbee模块整体电路设计原理图 

　　Zigbee技术可以实现传感器之间的相互协调，从而实现网络通信。由于传感器只需要很低的功耗，通信效率高。 

　　ZigBee无线传感网络在智能家居里是由 ZigBee 模块和传感器组成。传感器负责采集家居里的各种实时信息，常见的有温湿度传感器、烟雾传感器、红外传感器等。一般的，Zigbee网络模块采用星型结构，有一个网络节点和若干个终端节点组成，在Zigbee协议栈被下载到各节点去后，传感器上采集到的数据通过终端节点向网络节点汇聚，然后通过串口传输到主控机上；另一方面，Zigbee网络也接受来自主控机的控制消息[3]。 

　　2.3 Zigbee模块的软件设计 

　　由于Zigbee模块主要是网络节点和终端节点的实现，Zigbee模块主要就是协调网关和各节点的软件设计。 

　　2.3.1 网络节点程序设计 

　　网络节点程序流程图如下图所示，节点通过一系列初始化工作（CC2420、输入输出的初始化、协议栈等）后，它会建立网络并进入查询状态，监听是否有无线信号。当有终端节点“申请”加入网络时，将分配网络地址。 

　　图2 网络节点模块程序流程图 

　　2.3.2 终端节点程序设计 

　　终端节点通过传感器采集到各信息，并汇总给网络节点然后向主控机提交数据，具体步骤如下。 

　　1）系统、硬件等各初始化工作；2）发送网络申请信号；3）得到由网络节点分配的网络地址；4）A/D信号采集、状态设定；5）环境信息采集；6）传送数据。 

　　3 结论 

　　以Zigbee技术为基础的传感网在物联网的领域中使用十分重要，在智能家居中的使用具有很广泛的应用前景。论文对智能家居里的Zigbee技术进行了深入的研究，并提出了一个低功耗、低成本、扩展性强，可升级的传感网解决方案。利用Zigbee技术将各传感器连接到传感网内，通过传感网采集到各类居室信息并传递到中控机，由中控机对信息进行处理并通过wifi等技术传送到服务器中，方便了用户的生活，使其生活更方便，更舒适，符合了现代都市人对居家生活的需求。 

　　图3 终端节点模块程序流程图 

　　参考文献 

　　[1]王云华.智能家庭网络系统研究[D].南京：南京信息工程大学，2011. 

　　[2]黄磊.基于IEEE 802.15.4/ZigBee技术的智能家居方案研究[D].武汉：武汉科技大学，2009. 

　　[3]杨晶晶.基于ZigBee的医院室内定位系统组网技术研究与实现[D].上海：上海交通大学，2011.