從協(xié)議來(lái)講網(wǎng)絡(luò)層確保底層MAC層的正確操作并為應(yīng)用層提供接口。而在Zigbee的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和數(shù)據(jù)包的路由，并且按照規(guī)劃的路徑確保數(shù)據(jù)包可靠地從一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在Zigbee中，路由工作是由協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)共同規(guī)劃并維護(hù)路由路徑來(lái)保證正常通信。

Zigbee網(wǎng)絡(luò)由協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)建立，即選擇網(wǎng)絡(luò)組成和選擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在Zigbee中通常有三種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即星狀結(jié)構(gòu)、樹狀結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖 Zigbee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

星狀拓?fù)涫亲詈?jiǎn)單的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在Zigbee中，星狀拓?fù)浒艘粋€(gè)協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)。這些終端節(jié)點(diǎn)直接且僅和位于網(wǎng)絡(luò)中心的協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)相連進(jìn)行通信。而兩兩終端節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行通信時(shí)，由協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

樹狀拓?fù)浒艘粋€(gè)協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)路由節(jié)點(diǎn)及終端節(jié)點(diǎn)。協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)路由節(jié)點(diǎn)及終端節(jié)點(diǎn)相連，即協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)作為這些路由節(jié)點(diǎn)和終端節(jié)點(diǎn)的父節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)還可以連接其它的路由節(jié)點(diǎn)或者終端節(jié)點(diǎn)作為其子節(jié)點(diǎn)。需要說(shuō)明的是，終端節(jié)點(diǎn)只能作為子節(jié)點(diǎn)而不能作為父節(jié)點(diǎn)。在樹狀結(jié)構(gòu)中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行通信時(shí)，該終端的消息會(huì)沿路徑樹向上傳至目標(biāo)通信節(jié)點(diǎn)共同的祖父節(jié)點(diǎn)再轉(zhuǎn)發(fā)至目標(biāo)通信節(jié)點(diǎn)。

網(wǎng)狀拓?fù)浜蜆錉钔負(fù)漕愃埔舶艘粋€(gè)協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)和多個(gè)路由節(jié)點(diǎn)及終端節(jié)點(diǎn)。與樹狀節(jié)點(diǎn)不同的是，路由節(jié)點(diǎn)間可以相互直接通信，這樣就組成了網(wǎng)絡(luò)狀的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在傳送消息時(shí)，協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)共同為待通信的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)規(guī)劃最優(yōu)的路徑。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋷?lái)的優(yōu)點(diǎn)有路由更加靈活且優(yōu)化。同時(shí)整體網(wǎng)絡(luò)的魯棒性增強(qiáng)，這是由于即使個(gè)別節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)問(wèn)題不能工作，還可以選擇其它路徑來(lái)保證通信完成。

應(yīng)用層是Zigbee網(wǎng)絡(luò)的最高層，它為Zigbee用戶的需求提供服務(wù)。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)用戶需要獲得室內(nèi)溫度和濕度數(shù)據(jù)，該用戶通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層提出請(qǐng)求，之后Zigbee網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層向下層逐層傳遞指令并找到相應(yīng)的傳感器并進(jìn)行感知獲得數(shù)據(jù)。獲得數(shù)據(jù)后傳感器通過(guò)Zigbee網(wǎng)絡(luò)傳回?cái)?shù)據(jù)，并通過(guò)應(yīng)用層應(yīng)用向用戶反饋回其所要求的數(shù)據(jù)。應(yīng)用層是Zigbee網(wǎng)絡(luò)和用戶之間的接口，它決定了Zigbee網(wǎng)絡(luò)所能夠提供的服務(wù)種類。因此，應(yīng)用層在Zigbee網(wǎng)絡(luò)中起著重要的作用。

應(yīng)用層包括了應(yīng)用支持子層、應(yīng)用框架和Zigbee設(shè)備對(duì)象。應(yīng)用支持子層位于網(wǎng)絡(luò)層之上，起到一個(gè)過(guò)渡層的作用。同時(shí)，該層還相當(dāng)于一個(gè)過(guò)濾器，將應(yīng)用框架中的不同應(yīng)用需求過(guò)濾到相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)層節(jié)點(diǎn)從而進(jìn)行下一步通信。同時(shí)，應(yīng)用支持子層還連接著Zigbee設(shè)備對(duì)象和供應(yīng)商應(yīng)用。即Zigbee設(shè)備對(duì)象通過(guò)應(yīng)用支持子層和不同供應(yīng)商所提供的應(yīng)用相連。具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)用支持子層通過(guò)APS數(shù)據(jù)實(shí)體和APS管理實(shí)體完成該層的工作。APS數(shù)據(jù)實(shí)體在一個(gè)Zigbee網(wǎng)絡(luò)中為不同的應(yīng)用實(shí)體之間提供數(shù)據(jù)通信。而APS管理實(shí)體為不同的應(yīng)用對(duì)象提供包括安全保護(hù)、綁定設(shè)備、維護(hù)應(yīng)用對(duì)象數(shù)據(jù)庫(kù)等服務(wù)。

應(yīng)用框架包含了Zigbee簇庫(kù)并為Zigbee的各種應(yīng)用提供了運(yùn)行框架。一個(gè)用戶的應(yīng)用框架內(nèi)可以同時(shí)容納240個(gè)應(yīng)用目標(biāo)，這些應(yīng)用目標(biāo)通過(guò)應(yīng)用配置文件進(jìn)行管理，同時(shí)它們會(huì)管理和控制下層的協(xié)議。應(yīng)用配置文件的使用允許了不同供應(yīng)商針對(duì)特定應(yīng)用程序開發(fā)產(chǎn)品之間進(jìn)一步互操作性。

Zigbee設(shè)備對(duì)象是定義于應(yīng)用支持子層和應(yīng)用框架之間的結(jié)合部分。它所主要工作包含了定義設(shè)備在Zigbee網(wǎng)絡(luò)中屬于何種節(jié)點(diǎn)，即屬于協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)、路由節(jié)點(diǎn)還是用戶節(jié)點(diǎn)；Zigbee設(shè)備對(duì)象還具有發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)和服務(wù)的功能；此外，Zigbee設(shè)備對(duì)象還負(fù)責(zé)安全加密管理，主要負(fù)責(zé)安全密鑰的生成和分發(fā)。