Tiêu chuẩn IEEE 802.15.4 bổ sung vào họ tiêu chuẩn mạng không dây IEEE 802. IEEE 802.15.4 cung cấp các chức năng dung hòa giữa tốc ñộ cao và cấu trúc mạng ñáp ứng yêu cầu công suất tiêu thụ và giá thành thấp.
Tiêu chuẩn IEEE 802.15.4 ñược thông qua bởi tổ chức ZigBee Alliance cho kỹ thuật mạng không dây cá nhân. Alliance là một tổ chức gồm hàng trăm thành viên từ khắp nơi trên thế giới, làm việc cùng nhau ñể tạo nên các thiết bị mạng không dây có ñộ tin cậy cao và giá thành thấp phục vụ cho các ứng dụng giám sát và ñiều khiển, dựa trên một tiêu chuẩn mở toàn cầu.
Hình 5.13(a) mô tả mối quan hệ chuẩn IEEE 802.15.4 và ZigBee Alliance trong các lớp kiến trúc mạng không dây ZigBee. Những lớp này tạo nên các ñiểm nổi bậc của ZigBee như giá thành thấp, tiêu thụ công suất thấp, tin cậy trong truyền dữ liệu, và dễ dàng lấp ñặt. Dùng các thông số của IEEE 802.15.4, ZigBee tập trung vào thiết kế liên quan ñến lớp mạng, bảo mật và lớp ứng dụng; cung cấp các thông số cho khả năng tương thích.Hình 5.13(b) chỉ ra mô hình tham khảo ZigBee với các chức năng cơ bản của mỗi lớp.
Hình 5.13: (a) Mô hình tham khảo IEEE 802.15.4 và ZigBee; (b) Mô hình tham khảo ngăn xếp ZigBee.
Lớp vật lý (PHY) trong mô hình tham khảo phân biệt các thành phần giao diện mạng, các thông số, và hoạt ñộng của chúng. Hơn nữa lớp vật lý còn cung cấp hoạt ñộng cho lớp MAC như phát hiện năng lượng thiết bị nhận (RED), ñánh giá chất lượng liên kết (LQI), và ước
ñịnh kênh truyền trống (CCA). Lớp PHY còn phân biệt dãy rộng các ñặc ñiểm hoạt ñộng công suất thấp gồm chu kỳ nhiệm vụ thấp, quản lý công suất và overhead truyền thấp…
Lớp MAC ñiều khiển mạng liên kết và không liên kết, ñiều tiết truy cập môi trường. Thông qua 2 chếñộ hoạt ñộng: beaconing và nonbeaconing (có mốc báo hiệu và không có mốc báo hiệu). Chếñộ beaconing ñược dùng ở môi trường mà việc ñiều khiển và truyền dữ liệu ñược thực thi bởi một thiết bị luôn luôn ở chếñộ tích cực. Chếñộ nonbeaconing dùng giao thức CSMA không phân khe thời gian (unslotted), không kiên trì (monpersistent).
Lớp mạng cung cấp các chức năng ñòi hỏi sựñịnh hình mạng và phát hiện thiết bị, liên kết hay phân chia, quản lý cấu hình, quản lý lớp MAC, ñịnh tuyến, và an ninh. Ba cấu hình mạng : star (hình sao), mesh (mắc lưới) và cluster tree (hình cây).
Lớp bảo mật gồm các dịch vụ bảo mật cơ bản theo mô hình bảo mật IEEE 802.15.4, ñảm bảo sự an toàn dữ liệu và hạ tầng mạng. Loại ñầu tiên là mô hình bảo mật IEEE 802.15.4 ñiều khiển truy cập. Loại thứ hai là bảo vệ sự nguyên vẹn của thông ñiệp tránh làm sai lệch dữ liệu từ tác ñộng chủ thể bên ngoài. Loại thứ ba ñảm bảo dữ liệu mang ñầy ñủ các thông tin bí mật, ngăn cản sự truy cập trái phép.
Lớp ứng dụng gồm lớp phụ (APS), ñối tượng thiết bị ZigBee (ZDO) va ñối tượng ứng dụng
ñịnh nghĩa bởi các nhà sản xuất .
Qua mô hình tham khảo ZigBee/IEEE 802.15.4, chúng ta có cái nhìn sơ lược về chức năng, nhiệm vụ cơ bản của các lớp.