輕松設(shè)計(jì)ZIGBEE應(yīng)用系統(tǒng)

1、輕松設(shè)計(jì)zigbee應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用，糧庫(kù)監(jiān)控，電力線監(jiān)控，井下定位等等，都需要比較長(zhǎng)的通訊距離才可以滿足需要；2、zigbee芯片工作在2.4ghz和900mhz的高頻率,硬件設(shè)計(jì)不行能繞開高頻設(shè)計(jì)和調(diào)試，需要的高頻設(shè)備如等，價(jià)格較高，也構(gòu)成了一定技術(shù)門檻；3、為了實(shí)時(shí)處理復(fù)雜的無線網(wǎng)絡(luò)管理和路由，zigbee軟件協(xié)議棧代碼比較復(fù)雜，同時(shí)涉及比較多的無線技術(shù)學(xué)問背景，把握這些無線軟件需要比較多的時(shí)光，加上協(xié)議棧在不斷升級(jí)，用法的微控制器也在不斷變幻中，也加長(zhǎng)了開發(fā)和調(diào)試周期；這些瓶頸，早已經(jīng)被相關(guān)廠家所重視，目前我們看到，無數(shù)廠家已經(jīng)推出了各種比較完整的解決辦法。對(duì)于zigbee通訊距離的擴(kuò)展,

2、目前采納外部擴(kuò)展和內(nèi)部增強(qiáng)兩套方法，ti最近推出的cc2591放大器芯片,就是比較典型的外部擴(kuò)展的方法，cc2591能夠和cc2430等zigbee單芯片完整結(jié)合，以十分低的成本，實(shí)現(xiàn)zigbee通訊距離的擴(kuò)展，圖一是cc2591原理和采納cc2591cc+2430設(shè)計(jì)的ez-lbee模塊系列產(chǎn)品。圖一cc2591cc+2430設(shè)計(jì)的ez-lbee模塊采納cc2591后，zigbee網(wǎng)絡(luò)通訊距離可以輕易在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)開闊地帶通訊距離可以達(dá)到600米以上， 通過zigbee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)中繼路由 ，可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)微功耗下數(shù)十公里的網(wǎng)絡(luò) 通訊和無線網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)榇罅磕K化產(chǎn)品的浮現(xiàn)，也就同時(shí)解決了其次個(gè)應(yīng)用瓶

3、頸，這些模塊惟獨(dú)大約1平方英寸大?。S著工藝改進(jìn)還會(huì)越來越?。梢杂梅╝a電池供電，也十分簡(jiǎn)單集成到用戶系統(tǒng)中去；對(duì)于用戶用法而言，從模塊入手，徹低避開的高頻設(shè)計(jì)和調(diào)試的問題，可以將自己的主要精力主要集中到自己的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)。而且因?yàn)槟壳暗哪K，大多數(shù)在出廠時(shí)也配備了一套zigbee串口通訊協(xié)議，這套協(xié)議將復(fù)雜的zigbee應(yīng)用，轉(zhuǎn)換為容易的，具有zigbee網(wǎng)絡(luò)功能的at指令集，例如加入網(wǎng)絡(luò)，配置網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)收發(fā)等功能，都可以通過單片機(jī)向串口發(fā)送容易的操作指令來完成，用戶只要會(huì)單片機(jī)串口編程，無需要深化討論zigbee協(xié)議棧，就可以輕松用法zigbee技術(shù)；這樣，就解決了第三個(gè)主要的技術(shù)瓶頸

4、。二、 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品和評(píng)估系統(tǒng)加快zigbee應(yīng)用系統(tǒng)集成通過用法內(nèi)置zigbee網(wǎng)絡(luò)功能的長(zhǎng)距離微功耗模塊，基本解決了zigbee技術(shù)走向?qū)嶋H應(yīng)用的主要瓶頸，但是，對(duì)于系統(tǒng)集成商和應(yīng)用集成商而言，要在自己認(rèn)識(shí)的行業(yè)，將zigbee技術(shù)簡(jiǎn)單的集成到自己的系統(tǒng)中去，還會(huì)瀕臨2個(gè)其他方面的困難。一是評(píng)估困難，二是缺乏部件化的標(biāo)準(zhǔn)組件。第一方面的困難是：zigbee是一種全新的技術(shù)，系統(tǒng)集成商在開頭舉行評(píng)估時(shí)，缺乏須要的實(shí)際評(píng)估系統(tǒng)，所以無法實(shí)際觀測(cè)和了解zigbee技術(shù)實(shí)際效果，如通訊距離，抗干擾能力，功耗，環(huán)境適應(yīng)等，而且對(duì)這樣的系統(tǒng)如何設(shè)計(jì)，也心中很多；其次方面的困難是，缺乏標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用組件，可以簡(jiǎn)

5、單的向搭積木一樣，快速采納這些標(biāo)準(zhǔn)部件，構(gòu)成自己需要的zigbee系統(tǒng)；其實(shí)，標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，也可以用來作為迅速評(píng)估系統(tǒng) ， 按照目前這樣的實(shí)際應(yīng)用需要，不少?gòu)S家也間續(xù)推出了各種zigbee標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，包括網(wǎng)關(guān)（實(shí)現(xiàn)zigbee網(wǎng)絡(luò)和gprs,wi-fi,以太網(wǎng)，等網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)），路由器，低功耗節(jié)點(diǎn)，也推出了各種應(yīng)用評(píng)估系統(tǒng)；圖二和圖三是目前已經(jīng)上市的部分zigbee標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品：圖二 典型的無線路由器，低功耗節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品圖三 典型的無線網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品這些標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品都是“即插即用”的產(chǎn)品，你可以像搭積木一樣，在很短時(shí)光內(nèi)，對(duì)zigbee技術(shù)舉行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，也很簡(jiǎn)單將這些標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品集成到你自己的系統(tǒng)中去，實(shí)現(xiàn)一個(gè)長(zhǎng)距離，

6、微功耗的巨大網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和各種行業(yè)應(yīng)用；三、zigbee應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的層次和實(shí)例隨著zigbee技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷向越發(fā)廣大的應(yīng)用領(lǐng)域深化，假如是采納由淺入深的路徑，也許挨次如下：1、系統(tǒng)集成，在這個(gè)層次，主要是要把握zigbee技術(shù)的應(yīng)用特征，例如系統(tǒng)牢靠性和網(wǎng)絡(luò)牢靠性，通訊距離，抗干擾性能，低功耗性能等，用法標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品和評(píng)估系統(tǒng)舉行是比較好的進(jìn)入點(diǎn)；優(yōu)點(diǎn)是：入門需要的時(shí)光短，幾個(gè)小時(shí)或幾天；缺點(diǎn)是：系統(tǒng)靈便性可能不夠，成本略微高一些；2、采納模塊和自己的單片機(jī)系統(tǒng)組合設(shè)計(jì)，這要求對(duì)單片機(jī)技術(shù)比較認(rèn)識(shí)，固然最好是采納自己認(rèn)識(shí)的單片機(jī)，主要工作是認(rèn)識(shí)zigbee at指令集，如何通過at指

7、令集來操作復(fù)雜的zigbee無線網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)椴恍枰治鰺o線協(xié)議棧代碼和舉行高頻設(shè)計(jì)，用戶可以將主要精力集中在自己的應(yīng)用代碼開發(fā)；優(yōu)點(diǎn)是：入門時(shí)光是一星期或更短；（假如能夠用法帶有驅(qū)動(dòng)源代碼的模塊開發(fā)系統(tǒng)，還可以進(jìn)一步縮短上手時(shí)光）；缺點(diǎn)是：需要在模塊后面，加上自己的微控制器，成本稍有增強(qiáng)；3、采納模塊或者挺直用法zigbee芯片舉行自己的zigbee應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)；假如不希翼舉行高頻設(shè)計(jì)，可以從模塊開頭，挺直用法ti等公司提供的zigbee協(xié)議棧源代碼和庫(kù)文件，自己舉行應(yīng)用代碼的編寫，然后挺直下載到模塊舉行調(diào)試，因?yàn)閑z-lbee這樣的通用，開放，開源模塊的浮現(xiàn)，使這種開發(fā)方法成為了可能。固然，也

8、可以自己挺直采納cc2430/cc2431等芯片，用法zigbee開發(fā)系統(tǒng)，舉行設(shè)計(jì)；優(yōu)點(diǎn)是：可以實(shí)現(xiàn)單芯片化設(shè)計(jì)，終于產(chǎn)品成本最低；缺點(diǎn)是：需要對(duì)軟件和zigbee協(xié)議棧舉行消化和分析，也需要高頻設(shè)計(jì)方面的學(xué)問和閱歷，需要的時(shí)光可能是數(shù)月或更長(zhǎng)；固然，我們也可以將上述過程看成一個(gè)對(duì)zigbee技術(shù)逐步深化的過程的不同階段，而這些階段，也是一個(gè)入門和認(rèn)識(shí)zigbee技術(shù)的漸進(jìn)過程。下面，我們就以一個(gè)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)例子，來看看如何實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)評(píng)估設(shè)計(jì)全過程：應(yīng)用實(shí)例：zigbee無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要功能： 對(duì)溫濕度舉行無線測(cè)量、監(jiān)控、記錄；應(yīng)用對(duì)象：高層字樓、醫(yī)院、，成品庫(kù)、醇化庫(kù)、發(fā)酵庫(kù)、儲(chǔ)絲房

9、、糧庫(kù)、煙草庫(kù)，溫室大棚等，需要對(duì)溫度，濕度舉行監(jiān)控，而且布線困難的應(yīng)用。系統(tǒng)應(yīng)用框圖（ 圖4）圖四 zigbee無線溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)的評(píng)估和開發(fā)過程：評(píng)估： 采納評(píng)估系統(tǒng)，安裝電池，安裝pc監(jiān)控應(yīng)用軟件，系統(tǒng)自動(dòng)組網(wǎng)，pc軟件顯示出傳感器節(jié)點(diǎn)傳來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，10分鐘內(nèi)完成安裝，可以便利舉行通訊距離，牢靠性等評(píng)估；模塊級(jí)別外置微控制器開發(fā)：用法自己挑選的微控制器接口 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品模塊，采納zigbee模塊開放系統(tǒng),在at指令級(jí)別舉行自己的軟件開發(fā)，下面是外置8051和兩種zigbee模塊開發(fā)平臺(tái)，軟件支持keil 8051和stm32位平臺(tái)。見圖五圖五 外置8位和32位微控制器的zigbee 模塊開發(fā)系統(tǒng)模塊內(nèi)部軟件開發(fā)：將模塊從應(yīng)用系統(tǒng)或者模塊開發(fā)系統(tǒng)20腳插座取下來，挺直插入c51rf3pk這樣zigbee開發(fā)系統(tǒng)的20腳插座，不需要任何硬件更改，就可以挺直采納iar等軟件開發(fā)平臺(tái)和ti免費(fèi)zigbee協(xié)議棧舉行cc2430內(nèi)部zigbee協(xié)議棧和應(yīng)用軟件代碼開發(fā)，包括編譯，下載，調(diào)試等，實(shí)現(xiàn)單芯片，低成本的高級(jí)zigbee應(yīng)用；從上面的這個(gè)例子我們可以看到，因?yàn)閦igbee芯片廠家和應(yīng)用