ZigBee网络体系结构分为四层,每层都有特定的数据帧格式,各层协议之间的数据通信也是通过帧的形式完成的。

1.物理层（PHY 层）数据帧格式

PHY 层数据帧包括同步头SHR(Synchronization Header)、物理层帧头PHR(PHR Header)和物理层有效载荷。物理层数据帧格式如表4.2所示。

表4.2　PHY层数据帧格式

同步头包括接收端时钟同步码,并把帧界定符值设为0xA7,标识了起始的物理地址；物理层帧头包含了帧长度信息,其值小于27,还包含了物理层有效载荷。

2.媒体访问控制层（MAC 层）数据帧格式

MAC层数据帧主要由三部分组成：MAC 帧头MHR(MAC Header),MAC 层有效帧载荷、MAC帧尾(MAC Footer),MAC层数据帧格式如表4.3所示。

表4.3　MAC层数据帧格式

MAC帧头包括帧控制和帧序列以及其他地址信息,MAC 层有效帧载荷根据数据帧类型可分为数据帧、命令帧、广播帧和确认帧四种,MAC 帧尾包含了一组数据校验信息FCS。

3.网络层（NWK 层）数据帧格式

NWK 层数据帧由帧头NHR(NWK Header)和帧的可变长有效载荷NPL(NWK Payload)两部分组成,NWK 层数据帧格式如表4.4所示。(www.daowen.com)

NHR包括帧控制、地址信息和序列信息,NPL包含的信息随帧类型的改变而变动,且帧长可变。

表4.4　NWK 层数据帧格式

4.应用层（APL 层）数据帧格式

APS头和APS有效载荷两部分组成APS的帧格式,依据帧控制字段性质的不同,可以把APS 帧分为数据帧、命令帧和确认帧。APL 层层数据帧格式如表4.5所示。

表4.5　APL层数据帧格式

5.层间帧结构

协议栈每一层都有各自的帧结构,ZigBee层与层协议间的数据通信也是通过数据帧结构来完成的。由APS数据实体发送数据到APS层,为应用程序提供数据服务,整个数据的传输需要在各层添加帧头组成数据帧信息,从而完成层与层之间的数据通信。层间帧结构关系如图4.11所示。

图4.11　层间帧结构关系

MAC层的服务数据单元MSDU 经处理后添加MHR,成为MAC 层的协议数据单元MPDU,然后NWK 层的服务数据单元NSDU 添加NHR,成为NWK 层的协议数据单元NPDU,然后在APS层的服务数据单元添加APS帧头,成为APS协议数据单元APDU,最后在应用对象的KVP/MSG 前添加帧头,完成应用程序框架AF。