近年来，伴随着无线传感器网络的快速发展，ZigBee技术以低复杂度应用于医疗传感器、建筑自动化、消费电子类、工业控制和家庭等方面。它有很多优势，比如自组织、低功耗、支持大量节点、安全可靠等。同时，工作在2.4GHz频段的多种短距离无线通信技术也在不断发展。目前，多种无线通信技术共享同一频段，它们之间的相互干扰以及频谱重叠现象已成为人们非常关注的一个问题。本文在讨论ZigBee技术与认知无线电相关技术的基础上，提出了一种将认知无线电技术应用到ZigBee网络通信中的设计方法。针对2.4GHz ISM频段，采用合适的认知无线电频谱感知功能，对信道占用状态进行检测，并对未来的频谱占用情况进行预测，搜寻得到较稳定的频谱空穴。同时，还给出了简单的频率切换方案，使得ZigBee在通信过程中受到干扰时能够自动的切换信道。ZigBee与ISM频段其他无线技术的共存问题备受关注。本文通过频谱分析仪构建了一个测试平台，分析多种无线应用的工作频段，得出它们对ZigBee工作信道所产生的干扰，从而在整体上对2.4GHz无线频谱有所掌握。本文结合ZigBee自身的特点，选择了合适的频谱感知技术并将之应用到ZigBee网络中，并且提出了一个CR-ZigBee感知模型。通过将认知无线电感知理论和信道干扰实验相结合，使得ZigBee用户选择可用性较高的频谱空穴作为传输信道，从而保证ZigBee能够最大程度不受干扰地有效传输。