单片机C语言ZigBee通信：ZigBee网络、配置和使用，构建无线传感器网络

# 1. 单片机C语言ZigBee通信简介**

ZigBee是一种低功耗、低速率、短距离的无线通信技术，广泛应用于无线传感器网络、智能家居和工业自动化等领域。单片机C语言是嵌入式系统开发中常用的编程语言，通过使用单片机C语言，可以方便地实现ZigBee通信功能。

本章将介绍ZigBee通信的基本概念，包括ZigBee网络拓扑结构、协议栈和设备角色。同时，还将介绍单片机C语言中常用的ZigBee通信库，以及如何使用这些库来实现基本的ZigBee通信功能。

# 2. ZigBee网络基础

### 2.1 ZigBee网络拓扑结构

ZigBee网络采用星状或网状拓扑结构。

- **星状拓扑结构：**一个协调器连接多个终端设备，终端设备之间不能直接通信。
- **网状拓扑结构：**协调器、路由器和终端设备形成一个网状网络，设备之间可以互相通信。

**ZigBee网络拓扑结构图**

graph LR
subgraph 星状拓扑结构
    A[协调器]
    B[终端设备]
    C[终端设备]
    A --> B
    A --> C
end
subgraph 网状拓扑结构
    A[协调器]
    B[路由器]
    C[终端设备]
    D[终端设备]
    A --> B
    A --> C
    A --> D
    B --> C
    B --> D
end

### 2.2 ZigBee协议栈

ZigBee协议栈是一个分层的体系结构，包括以下层：

- **物理层：**负责物理信道和数据传输。
- **数据链路层：**负责数据帧的封装、寻址和错误检测。
- **网络层：**负责网络拓扑的管理、路由和寻址。
- **传输层：**负责数据包的可靠传输。
- **应用层：**提供应用程序接口和服务。

**ZigBee协议栈图**

graph LR
A[物理层]
B[数据链路层]
C[网络层]
D[传输层]
E[应用层]
A --> B
B --> C
C --> D
D --> E

### 2.3 ZigBee设备角色和功能

ZigBee网络中的设备可以扮演不同的角色，包括：

- **协调器：**网络中唯一的设备，负责网络的初始化、配置和维护。
- **路由器：**转发数据包，扩展网络范围。
- **终端设备：**连接到路由器或协调器，收集或发送数据。

**ZigBee设备角色和功能表**

| 角色 | 功能 |
|---|---|
| 协调器 | 初始化网络、分配地址、维护网络 |
| 路由器 | 转发数据包、扩展网络范围 |
| 终端设备 | 收集或发送数据 |

# 3. ZigBee网络配置

ZigBee网络配置是建立和维护ZigBee网络的关键步骤。它涉及对网络协调器、路由器和终端设备进行配置，以确保它们能够有效地通信并执行其各自的角色。

### 3.1 ZigBee网络协调器配置

网络协调器是ZigBee网络的核心设备。它负责网络的初始化、维护和安全。协调器的配置包括以下步骤：

- **设置网络ID：**网络ID是标识ZigBe