随着ZigBee协议的不断优化,基于ZigBee技术的无线传感器网络在无线工业、精准农业、家庭和楼宇自动化、军事、消费家电以及医疗服务等各个领域得到广泛的应用。由于ZigBee标准默认的分布式地址分配机制存在孤立节点多、地址资源利用率低等问题,因此设计一种稳定、可靠的地址分配算法来提高ZigBee网络的自主配置能力非常重要。现有ZigBee网络地址改进算法,如借地址算法、集中式算法、网络重组算法和节点优先级算法等可改善孤立节点问题,但会破坏网络拓扑结构,增加通信开销和地址分配耗时。在本文研究中,先从总体上介绍ZigBee网络概况,根据算法原理的不同,对ZigBee网络地址分配算法进行分析和比较,然后对DAAM和现有ZigBee网络地址分配算法的不足,提出下述两种改进的算法。针对ZigBee网络分布式地址分配算法中孤立节点蔓延、地址资源利用率低等问题,提出一种基于节点转移交换的ZigBee网络孤立点入网算法。该算法设计了适用于转移交换算法的简洁命令帧用于转移节点、交换节点的判定,修改了 ZigBee协议网络屋帧控制部分建立父节点与子节点的通信机制、连接状态的改变和响应节点的入网请求。一方面通过查询邻居表中记录的子节点类型以及分配顺序重新给转移节点的子节点分配地址,转移节点的子节点依次查询邻居表中信息给子网络重新分配地址,维持原有的网络结构。另一方面通过节点间的信息交互获得邻居节点信息,实现终端节点与路由型孤立节点的交换缓解孤立节点蔓延。仿真结果表明,该算法在转移交换节点的过程中,路由节点设备的网络连接率大幅度提高,有效的减少转移节点的链路断开、缓解孤立节点蔓延,同时提高了地址分配成功率、减少了平均地址分配耗时和提高网络地址利用率。针对现有的ZigBee网络借地址分配算法适用网络规模单一、预设参数可调节性差等问题,在保持原有树型网络拓扑结构的基础上,提出一种基于递归缩减模型的ZigBee网络借地址分配算法。该算法利用组网参数和DAAM算法中每层最大路由节点数量与网络深度指数关系的信息,构建递归缩减的路由节点模型。通过设置组网参数形成三种借地址路由节点选择区间,并以此设计了新的地址偏移量以及孤立节点的地址分配公式,实现模型中路由节点对剩余地址空间的充分利用,从而最大限度的为孤立节点分配地址。理论分析表明,该借地址分配算法与DAAM算法具有相同的时间复杂度和存储复杂度。仿真结果表明,该借地址分配算法在多种网络规模中均实用,在保持原有树型网络拓扑结构基础上有效的利用ZigBee网络地址资源,减少ZigBee孤立节点数量,同时提高了地址分配成功率、减少了平均地址分配耗时和平均通信开销。