ZIGBEE开发板介绍.ppt

ZIGBEE开发板介绍 摩尔速度不断创新 1 ZigBee简单介绍2 ZigBee开发板整体外观介绍3 ZigBee硬件电路原理图简单介绍 ZIGBEE概念 Zigbee是IEEE802 15 4协议的代名词 根据这个协议规定的技术是一种短距离 低功耗的无线通信技术 其特点是近距离 低复杂度 自组织 低功耗 低数据速率 低成本 主要适合用于自动控制和远程控制领域 可以嵌入各种设备 简而言之 ZigBee就是一种便宜的 低功耗的近距离无线组网通讯技术 ZIGBEE简介 ZIGBEE起源 工业自动化和家庭智能化对无线数据通信的需求越来越强烈 而蓝牙技术对于这一领域显然有一定的局限 2002年 zigbeeAlliance成立 Zigbee协议在2003年正式问世 2004年 zigbeeV1 0诞生 2006年 推出zigbee2006 比较完善 2007年底 zigbeePRO推出 ZIGBEE技术体系 ZigBee协议栈结构是基于标准OSI七层模型的 包括高层应用规范 应用汇聚层 网络层 媒体接入层和物理层 ZigBee堆栈是在IEEE802 15 4标准基础上建立的 从下往上依次是物理层 MAC层 网络层 应用层 IEEE802 15 4规范是一种经济 高效 低数据速率 250kbps 工作在2 4GHz和868 20kbps 928 40kbps MHz的无线技术 用于个人区域网和对等网络 它是ZigBee应用层和网络层协议的基础 ZigBee协议层作用 ZigBee的频带和数据传输率 网络协调器 包含所有的网络消息 是3种设备类型中嘴复杂的一种 存储容量最大 计算能力最强 发送网络信标 建立一个网络 管理网络节点 存储网络节点信息 寻找一对节点间的路由消息 不断地接收信息 全功能设备 FFD 可以担任网络协调者 形成网络 让其他的FFD或是精简功能装置 RFD 连结 FFD具备控制器的功能 可提供信息双向传输 精简功能设备 RFD RFD只能传送信息给FFD或从FFD接收信息 ZigBee网络设备类型 通信可靠机制 ZigBee采用了CSMA CA的碰撞避免机制 同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙 避免了发送数据时的竞争和冲突 明晰的信道检测 MAC层采用了完全确认的数据传输机制 每个发送的数据包都必须等待接受方的确认信息 网络的自组织自语能力强 ZigBee的自组织功能 无需人工干预 网络节点能够感知其他节点的存在 并确定连结关系 组成结构化的网络 ZigBee自愈功能 增加或者删除一个节点 节点位置发生变动 节点发生故障等等 网络都能够自我修复 并对网络拓扑结构进行相应的调整 无需人工干预 保证整个系统仍然能正常工作 ZigBee通信可靠性保证 ZigBee网络的拓扑结构主要有三种 星型网和 网状网 mesh 和混合网 ZigBee终端设备 FFDorRFD ZigBee路由 FFDZigBee协调器 FFD ZigBee技术优势 数据传输速率低 10KB 秒 250KB 秒 专注于低传输应用功耗低 在低功耗待机模式下 两节普通5号电池可使用6 24个月成本低 ZigBee数据传输速率低 协议简单 所以大大降低了成本网络容量大 网络可容纳65000个设备时延短 典型搜索设备时延为30ms 休眠激活时延为15ms 活动设备信道接入时延为15ms 网络的自组织 自愈能力强 通信可靠数据安全 ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能 采用AES 128加密算法 美国新加密算法 是目前最好的文本加密算法之一 各个应用可灵活确定其安全属性工作频段灵活 使用频段为2 4GHz 868MHz 欧洲 和915MHz 美国 均为免执照 免费 的频段 ZigBee网状网 mesh 一般是由若干个FFD连接在一起形成 它们之间是完全的对等通信 每个节点都可以与它的无线通信范围内的其它节点通信 Mesh网中 一般将发起建立网络的FFD节点作为PAN协调点 Mesh网是一种高可靠性网络 具有 自恢复 能力 它可为传输的数据包提供多条路径 一旦一条路径出现故障 则存在另一条或多条路径可供选择 ZigBee应用场合 实验板整体介绍 整体的外观如图所示 ZigBee开发板整体外观 简单介绍 兼容ZigBeeCC2530DK开发系统 支持IAR集成开发环境 具有在线下载 调试 仿真功能提供ZigBee2007 PRO协议栈等配置灵活 基本配置主要针对学习使用 涵盖按键 液晶显示等配置 2 4G射频模块 使用CC2530片上集成系统 soc 内核是增强型8051mcu 提供了一个IEEE802 15 4兼容无线收发器RF内核控制模拟无线模块 soc主要包含三个模块 CPU和内存相关模块 电源时钟和外设模块 无线电相关模块 cc2530数据手册路径 1document 主要器件datasheet 蜂舞ZIGBEE 其它 液晶显示模块 128 64点阵液晶显示 红外发送与接收 IRM 3638USB供电 5V供电 电池 背部 供电 串口通信 sp232电平转换手柄轻触按键四个电位器 3362电位器 10 2M FLASH M25PE20调试接口 仿真器 SmartRF04EB 功能选择与扩展跳线 连接插槽 ZigBee电路原理图简单介绍 ZigBee开发板整体电路原理图设计 路径 xc 2400 3hardware 电源模块电路 三种供电方式 USB 5V直流电源 电池使用稳压器 将输入的5V电源降到3 3V 虚拟手柄 五个方向 上 下 左 右 中 串口通信 RS232通信标准 手柄原理图 串口原理图 红外发送与接收 D10作为指示灯 Flash存储设计 ZigBee发射模块电路图 路径 xc 2400 3hardware 主要管脚定义 路径 1document 主要器件datasheet 蜂舞ZIGBEE 其它 RESET N 20 复位 活动到低电平RF N 26 RF负输入信号到LNA 低噪声放大器 RF P 25 RF正输入信号到LNAP2 4 32