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ZigBee是一种新兴的短距离，低功耗，低数据速率，低复杂度的无线传感网络技术。在医疗、军事、智能家居、工业控制、物流等领域，越来越引人关注。ZigBee协议栈的物理层和MAC层采用IEEE802.15.4标准，其网络层的规范由ZigBee联盟制定。由于ZigBee网络节点的能量有限，所以网络层路由策略的选取，对于整个传感网络起着至关重要的作用。本文在研究和分析ZigBee协议规范的基础上，对ZigBee网络层进行了研究，包括网络拓扑结构，组网技术，网络层节点地址分配机制及ZigBee路由机制等，在NS2网络仿真软件中实现了Cluster-Tree路由，aodvjr路由和Zbr路由算法，并从平均跳数，路由开销和平均端到端时延等方面进行了仿真分析。在此基础上本文主要做了以下工作：1. Cluster-Tree路由算法中，节点是根据目的节点网络地址来计算下一跳节点地址，进而决定转发给父节点或子节点；避免了寻找路由路径时，网络洪泛的压力，以节省网络带宽和能量。但是与复杂的路由协议相比，Cluster-Tree路由算法最大的缺点是增加了路由跳数，因此本文提出了一种利用邻居表改进Cluster-Tree路由的算法(ImTR)，ImTR除了考虑父子节点的转发路径外，还利用一跳范围内邻居节点的信息，从而使ImTR路由算法比原路由算法的性能更好。2. AODVjr路由算法是通过洪泛路由请求分组(RREQ)来实现路由查找和记录，利用目地节点对最先到达的RREQ分组做出响应，选择出最优路径，这需要大量的路由开销，可能造成网络拥塞；本文提出了一种自适应限制RREQ路由请求分组广播范围的算法，利用地址分配机制及网络拓扑结构减少了RREQ路由请求分组的广播半径，仿真实验表明，在确保分组投递率的情况下，改进的路由算法能够减少整个网络内冗余的RREQ路由请求分组，减少了节点的路由开销，提高了网络性能。3. Zbr路由算法结合了Cluster-Tree路由和aodvjr路由的特点，但也同时具备了Cluster-Tree和aodvjr路由的缺点；针对ZigBee传感网络路由算法的不足，考虑网络节点能量消耗问题，提出了一种能量高效的路由优化算法。该算法充分利用邻居表信息及簇树分布式地址分配机制，转发数据分组并控制路由请求分组(RREQ)的传播方向,通过节点路由代价及能量等级，避免关键节点的能量过度消耗，有效均衡网络能耗。仿真实验验证，该算法有效的均衡了网络能耗，延长了网络的生存周期。