ZigBee是以IEEE802.15.4标准为基础发展起来的无线通信技术,广泛应用于军事、工业控制、电子消费等设备中。由于受到使用环境和应用场合的限制,ZigBee网络的节点没有固定设施支持,不能由交流电持续供电,大多采用容量有限的电池供电。因此,为了延长ZigBee网络的生存期,对网络能耗进行优化变得非常重要,这对于ZigBee网络的发展也有着重要的推动作用。本文针对ZigBee网络的能耗优化机制进行了研究与验证,分别从网络休眠机制、路由机制、协议栈具体实现三个方面进行了优化与改进。具体地工作内容与创新点如下：1.首先研究了ZigBee网络的特点,由于ZigBee协议本身支持一些低功耗的功能,因此着重分析了协议本身对于低能耗的支持性。然后对ZigBee网络节点的各个模块的能量消耗情况进行了分析,明确了节点各模块的能耗,同时对ZigBee网络现有的节能机制进行了研究,为下一步的能耗优化工作指出了重点。2.通过分析得出通信阶段消耗在ZigBee节点能耗中占主要部分,为了降低通信消耗,需要尽可能的降低射频芯片的能量消耗。对ZigBee网络中射频芯片的睡眠机制进行了研究,制定了一种主控设备控制的网络集体休眠和唤醒策略。在不影响ZigBee网络正常运行的前提下,此策略可以按需动态的控制射频芯片以及MCU的开启和关闭,从而大大降低了网络中节点的能耗,并在实际的ZigBee网络中进行了验证。3.在降低ZigBee网络单个节点能耗的基础上,考虑到网络中一些骨干节点由于过度参与数据转发等,和其他节点相比能量消耗比较大,从而很快耗尽能量离开网络,导致网络分割。因此,从延长网络的生存期出发,对现有ZigBee网络的路由协议进行了研究,并且制定了一种能量均衡的路由策略。这种策略的目的在于为相互通信的节点寻找一种新的路由,使源节点与目的节点路径上的各中继节点的能量消耗相当,这样网络中各子节点的能量分布相近,从而大大的延长了网络的生存周期。4.对于一种商用的ZigBee协议栈的实现ZigBee PRO Stack,分析了协议栈的运行过程,包括协议栈各个类型设备内部的状态切换以及为了维持网络拓扑而进行的信息交互等。在不影响ZigBee协议规定的基本功能的基础上,对协议里相对冗余的部分进行了优化,以及对一些数据发送的策略进行了调整,精简协议的实现,从而在一定程度上降低了功耗。