(1)首先啟動系統并初始化ZigBee網的各個節點，事件喚醒節點采集數據并將其轉化為電信號，然后經過模/數轉換打包為ZigBee數據包，通過ZigBee收發單元發送數據包到網關。網關如接收成功將返回一個成功信息并進行繼續的數據包傳輸處理，直至整個數據傳輸結束。反之不成功，程序就返回到繼續發送ZigBee數據包，直至完成整個傳輸規定的次數同時報錯。

　　(2)網關接收到ZigBee數據包后，經過微處理器的處理，解包出ZigBee數據包中有用的數據，并將其寫入到RTLS019AS芯片控制器中，轉換為TCP/IP數據包，發送給以太網絡。這時如果發送成功，就會返送回一個信息提示操作完畢，否則程序就繼續返回到網關發送數據到以太網絡，直至完成整個傳輸規定的次數同時報錯。

　　4 ZigBee網協議結構及數據轉換

　　4.1 ZigBee網絡體系

　　要研究數據傳輸必須先了解ZigBee網的體系結構，按照OSI模型可分為4層，從下往上分別是物理層、媒體訪問控制層(MAC)、網絡層(NWK)/安全層和應用層(APL)。其中物理層與MAC層使用的是IEEE802.15.4協議標準，而網絡層和應用層則是由ZigBee聯盟制定的。體系的每一層向它的上面層提供數據服務或管理服務。ZigBee的應用層支持子層(APS)、ZigBee設備對象和制造商定義的應用對象組成。

　　4.2 ZigBee網絡拓撲

　　ZigBee支持含有主從設備的星型、樹形和對等型的3種拓撲結構。其中星型網絡中各個節點均需通過協調器節點的轉發，協調器在網絡中起到了網絡管理的作用;樹形網絡中包含協調器節點路由節點跟終端節點，路由節點作用則是完成路由功能，路由節點將信息轉發到協調器節點，通過協調器節點才能將信息傳遞給終端節點;而對于對等型網絡，它的節點彼此相通，每個節點都具有轉發功能，一般對于大面積的監測，可以采用對等網絡的拓撲結構。而星型和樹形網絡則多是用于一對多的短距離數據采集與傳輸上面。

　　4.3 ZigBee協議結構

　　ZigBee節點通過路由獲取來自網絡內的多元化采集信息，并自下而上通過各協議層次的規范化進行解析。其轉換途徑為ZigBee網方面的物理層(PHY)、MAC層→網絡層(NWK)→應用支持子層(APS)、應用層(APL)。為使傳感器所采集的數據上傳至處理中心，網關必須接入以太網，故以太網方面的轉換途徑為應用層→傳輸層(TCP)→地址尋址層(IP)→以太網幀接入層(網卡)。綜上所述網關系統軟件與支撐軟件運行就是各層協議的分別執行，各層協議根據其接入和服務對象的業務與數據要求，按照各層協議的規范與標準，完成業務類型確定、數據格式轉換、數據幀封裝等一系列操作，最終由網卡模塊實現接入功能。協議模型如圖5所示。

　　圖5 協議轉換模型

　　4.4網間數據轉換

　　協議轉換是前提，但根本的作用是實現數據幀在兩個不同類型網絡之間的轉換，要將傳輸的數據幀用兩種協議規則實現各自的轉換方式，并在兩個網絡中進行傳輸。轉換規則和格式各不相同，ZigBee數據幀的解析過程是自下而上通過各種協議層的規范來進行數據幀解析，各層數據幀的格式如圖6所示。

　　圖6 ZigBee數據幀轉換示意圖

　　在物理層中脫去本層的同步幀頭和物理層幀頭后，形成上述MAC層的數據單元(MPDU);在MAC層里脫去本層的幀頭和幀尾后又形成網絡層的數據單元(NPDU)，在NWK層里脫去本層的幀頭后又形成應用支持子層的數據單元(APDU)，在應用支持子層直到應用層解析為原始數據。在以太網中的數據幀形成過程是自上而下通過以太網各協議層的規范來進行數據幀轉換的，過程如圖7所示。

　　圖7 Tthernet數據幀轉換示意圖

　　5結束語

　　隨著物聯網應用的發展ZigBee技術使用范圍越來越廣泛，目前ZigBee技術已成為短距離數據無線傳輸應用中的常用技術，本文將該技術應用于ZigBee網到以太網間的數據傳輸。探討了從ZigBee節點的設計到網關的設計，實現了數據的采集、處理、存儲、傳輸到接收這一系列的過程，成功的實現了兩個不同網絡結構間數據的傳輸。說明了采用Zig Bee技術來實現短距離、低功耗、低成本的傳輸體系，是最佳選擇。通過對數據傳輸系統的進一步研究，對于加速物聯網技術推廣應用，具有重要的現實意義。