O Padrão ZigBee é um conjunto de especificações para uma rede WPAN
(Wireless Personal Area Network). Foi formulado pelo quarto sub-grupo de
tarefas do IEEE na área de WPAN (802.15.4) também conhecido com
WPAN/low-rate. O padrão fornece especificações para dispositivos que têm
baixa taxa de transmissão, consumo de energia muito baixo e portanto são
caracterizados por possuírem bateria de longa duração.
A arquitetura de pilha de protocolo é dividida em camadas, cada uma delas
fornece um específico conjunto de serviços para a camada acima. Uma
entidade de dados provê um serviço de transmissão de dados e uma entidade
de gerenciamento provê todos os outros serviços. Cada entidade de serviço
expõe uma interface para a camada superior através de um SAP (Service
Access Point), e cada SAP dá suporte a um conjunto de primitivas de serviço
para alcançar a funcionalidade requerida.
O padrão IEEE 802.15.4 define as duas camadas inferiores: a camada física e a
sub-camada de acesso ao meio (MAC). A Aliança ZigBee construiu a camada de
rede (NWK - network) e a estrutura básica (framework) para a camada de
aplicação. A estrutura da camada de aplicação consiste da sub-camada de apoio
a aplicação (APS – aplication support sub-layer) e os objetos de dispositivo
ZigBee (ZDO – ZigBee device objects). Objetos da aplicação definida pelo
fabricante usam a estrutura e compartilham APS e serviço de segurança com o
ZDO.
A sub-camada MAC definida pelo IEEE802.15.4 controla o acesso ao canal de
rádio usando um mecanismo CSMA-CA. As responsabilidades desta sub-camada
também pode incluir a transmissão de “quadros de anúncio” (beacon frames),
sincronização, e prover um mecanismo de transmissão confiável.
- arquitetura ZigBee –
A camada de rede (NWK) suporta topologias estrela, árvore, e mesh.
- Na topologia estrela, a rede é controlada por um único dispositivo
chamado “coordenador ZigBee”. O coordenador ZibBee é responsável
por iniciar e manter os dispositivos na rede. Todos os outros
dispositivos, conhecidos como “end-devices”, comunicam diretamente
com o coordenador ZigBee.
- Nas topologias árvore e mesh o coordenador ZigBee é responsável por
iniciar a rede e escolher certos parâmetros-chave para a rede, mas a
rede pode ser estendida através do uso de roteadores ZigBee.
- Nas rede árvore, roteadores movem os dados e mensagens de controle
através da rede usando estratégia de roteamento estratégico, como por
exemplo algoritmos para escolha de rota de transmissão baseados mapa
de energia da rede.