突破瓶颈 轻松设计ZigBee应用系统

1、突破瓶颈颈 轻松松设计ZZigBBee应应用系统统上网时间间：20008年年11月月26日日作者者：吴线线，嵌入入式无线线高级工工程师已有 33 位网网友发表表评论 HYPERLINK /ART_8800095375_1200_2308_0_0_eac9bd7d.HTM#2#2 l 2#2 我来评评论欢迎您! 来自自Baiidu的的用户.您可可以点击击了解更更多“ HYPERLINK /SEARCH/ART/zigbee.HTM?tracking_code=welcome zzigbbee”资讯。 HYPERLINK /register.do?fromwhere=SE_article 注册点点

2、击这里里相关阅读读： HYPERLINK /ART_8800112655_1100_2300_0_4300_db32c5f1.HTM?tracking_code=welcome 注重重打造自自主知识识产权，把握物物联网发发展机遇遇 HTMLCONTROL Forms.HTML:Hidden.1 HTMLCONTROL Forms.HTML:Hidden.1 HTMLCONTROL Forms.HTML:Hidden.1 HTMLCONTROL Forms.HTML:Hidden.1 HTMLCONTROL Forms.HTML:Hidden.1 HTMLCONTROL Forms.HTML:H

3、idden.1 关键字： HYPERLINK /TECHTERM/ART/ZigBee.HTM ZiggBeee HYPERLINK /TECHTERM/ART/CC2591.HTM CCC25991 HYPERLINK /TECHTERM/ART/CC2430.HTM CC224300 HYPERLINK /TECHTERM/ART/%C7%B6%C8%EB%CA%BD%C9%E8%BC%C6.HTM 嵌入入式设计计 关键词： HYPERLINK /TECHTERM/ART/ZigBee.HTM ZiggBeee HYPERLINK /TECHTERM/ART/CC2430.HTM CC22

4、4300 低功功耗无线线 HYPERLINK /TECHTERM/ART/%C7%B6%C8%EB%CA%BD%C9%E8%BC%C6.HTM 嵌入入式设计计当前华尔尔街的金金融风暴暴来势凶凶猛，许许多技术术领域都都感到阵阵阵寒风风，然而而具有绿绿色特点点和节能能特征ZZigBBee技技术，却却在这波波风暴中中，依然然红火，发展迅迅速。 HYPERLINK /ART_8800071483_1400_0_0_0_423863fd.HTM o 韩国信产部官员透露ZigBee在韩国IT839计划中角色 ZigBBee联联盟最近近推出了了最新ZZigBBee PROO技术，在自动动跳频处处理，可可靠网

5、状状网络多多路径自自动路由由选择，大型复复杂网络络，网络络安全等等方面，取得了了突破进进展，使使无线网网络功耗耗更低，运行更更可靠。以TII/CHHIPCCON为为代表的的一批厂厂家，也也陆续推推出了完完全免费费ZiggBeee协议栈栈和一大大批新的的无线SSoC芯芯片和系系列扩展展电路，这些芯芯片以低低成本，微功耗耗为特征征，加速速了ZiigBeee技术术的产品品化和实实用化的的步伐，使ZIIGBEEE技术术以越来来越快的的速度，开始融融入我们们生活的的方方面面面，也也越来越越快的进进入各行行各业，在节能能，环保保，数字字家庭，现代农农业，工工业自动动化，健健康照顾顾等等领领域，大大显神通通

6、。据有有关市场场研究机机构估计计，到220100年，全全球将会会销售多多达5亿亿8千万万片ZiigBeee芯片片。 一、突破破ZiggBeee应用系系统设计计的瓶颈颈 ZigBBee技技术是建建立在 HYPERLINK /ART_8800082078_1500_2308_0_4200_07f7e1a3.HTM o 北京威讯紫晶发布无线个域网介质层控制软件包 IIEEEE8022.155.4国国际标准准上的一一种自组组织无线线网络技技术，主主要的硬硬件基础础是一个个符合IIEEEE8022.155.4国国际标准准硬件收收发器和和一个微微控制器器(可以以是任何何8、116、332位内内核的微微控制

7、器器，国内内也称为为单片机机)，软软件主要要是运行行于单片片机内部部的一套套软件，称为ZZigBBee协协议栈。 对于一个个实际ZZIGBBEE应应用系统统的设计计，设计计者主要要面对的的技术难难点有三三个，通通讯距离离，高频频设计技技术和无无线软件件技术，这也是是ZiggBeee技术走走向应用用的主要要瓶颈。 1、通讯讯距离问问题，由由于一般般的ZiigBeee前端端RF部部分输出出大部分分只有00DBMM，点对对点开阔阔地带实实际通讯讯距离只只有几十十米，如如果加上上环境和和阻挡因因数，通通讯距离离还会缩缩水。虽虽然可以以通过中中继路由由来解决决，都是是很多应应用还是是有困难难，像无无线点

8、菜菜系统，棉田滴滴灌系统统，安防防系统，楼宇监监控，医医院应用用，粮库库监控，电力线线监控，井下定定位等等等，都需需要比较较长的通通讯距离离才可以以满足需需要。 2、ZiigBeee芯片片工作在在2.44GHZZ和9000MHHZ的高高频率，硬件设设计不可可能绕开开高频设设计和调调试，需需要的高高频设备备如频谱谱分析仪仪等，价价格较高高，也构构成了一一定技术术门槛。 3、为了了实时处处理复杂杂的无线线网络管管理和路路由，ZZigBBee软软件协议议栈代码码比较复复杂，同同时涉及及比较多多的无线线技术知知识背景景，掌握握这些无无线软件件需要比比较多的的时间，加上协协议栈在在不断升升级，使使用的微

9、微控制器器也在不不断变化化中，也也加长了了开发和和调试周周期。 这些瓶颈颈，早已已经被相相关厂家家所重视视，目前前我们看看到，很很多厂家家已经推推出了各各种比较较完整的的解决方方法。对对于ZIIGBEEE通讯讯距离的的扩展，目前采采用外部部扩展和和内部增增加放大大器两套套办法，TI最最近推出出的 HYPERLINK /TECHTERM/ART/CC2591.HTM CCC25991放大大器芯片片，就是是比较典典型的外外部扩展展的办法法，CCC25991能够够和CCC24330等ZZigBBee单单芯片完完整结合合，以非非常低的的成本，实现ZZIGBBEE通通讯距离离的扩展展，图一一是CCC25

10、991原理理和采用用CC225911CC+24330设计计的EZZ-LBBee模模块系列列产品。 图1 CCC25591CCC+224300设计的的EZ-LBeee模块块采用CCC25991后，ZiggBeee网络通通讯距离离可以轻轻易在点点对点开开阔地带带通讯距距离可以以达到6600米米以上，通过ZZigBBee网网状网络络的自动动中继路路由，可可以容易易实现微微功耗下下数十公公里的网网络 通通讯和无无线传感感器网络络。 由于大量量模块化化产品的的出现，也就同同时解决决了第二二个应用用瓶颈，这些模模块只有有大约11平方英英寸大小小(随着着工艺改改进还会会越来越越小)，可以使使用AAA电池供供

11、电，也也非常容容易集成成到用户户系统中中去。对对于用户户使用而而言，从从模块入入手，完完全避免免的高频频设计和和调试的的问题，可以将将自己的的主要精精力主要要集中到到自己的的应用系系统设计计。 而且由于于目前的的模块，大多数数在出厂厂时也配配备了一一套ZiigBeee串口口通讯协协议，这这套协议议将复杂杂的ZiigBeee应用用，转换换为简单单的，具具有ZiigBeee网络络功能的的AT命命令集，例如加加入网络络，配置置网络，数据收收发等功功能，都都可以通通过单片片机向串串口发送送简单的的操作命命令来完完成，用用户只要要会单片片机串口口编程，无需要要深入研研究ZiigBeee协议议栈，就就可以

12、轻轻松使用用ZiggBeee技术。这样就就解决了了第三个个主要的的技术瓶瓶颈。 二、标准准产品和和评估系系统加快快ZiggBeee应用系系统集成成 通过使用用内置ZZigBBee网网络功能能长距离离微功耗耗模块，基本解解决了ZZigBBee技技术走向向实际应应用的主主要瓶颈颈，但是是对于系系统集成成商和应应用集成成商而言言，要在在自己熟熟悉的行行业，将将ZiggBeee技术容容易的集集成到自自己的系系统中去去，还会会面临22个其他他方面的的困难。一是评评估困难难，二是是缺乏部部件化的的标准组组件。 第一方面面的困难难是：ZZigBBee是是一种全全新的技技术，系系统集成成商在开开始进行行评估时

13、时，缺乏乏必要的的实际评评估系统统，所以以无法实实际观测测和了解解ZiggBeee技术实实际效果果，如通通讯距离离，抗干干扰能力力，功耗耗，环境境适应等等，而且且对这样样的系统统如何设设计，也也心中无无数。 第二方面面的困难难是，缺缺乏标准准的应用用组件，可以容容易像搭搭积木一一样，迅迅速采用用这些标标准部件件，构成成自己需需要的ZZigBBee系系统。 其实，标标准产品品，也可可以使用用来作为为快速评评估系统统 ， 根据目目前这样样的实际际应用需需要，不不少厂家家也陆续续推出了了各种ZZigBBee标标准产品品，包括括网关(实现ZZigBBee网网络和GGPRSS，WII-FII，以太太网，

14、蓝蓝牙等网网络的互互联)，路由器器，低功功耗节点点，也推推出了各各种应用用评估系系统。图图二和图图三是目目前已经经上市的的部分ZZigBBee标标准产品品： 图2 典典型的无无线路由由器，低低功耗节节点标准准产品图3 典典型的无无线网关关产品这些标准准产品都都是“即即插即用用”产品品，你可可以像搭搭积木一一样，在在很短时时间内对对ZiggBeee技术进进行现场场测试，也很容容易将这这些标准准产品集集成到你你自己的的系统中中去，实实现一个个长距离离，微功功耗的巨巨大网状状网络和和各种行行业应用用。 三、ZiigBeee应用用系统设设计的层层次和实实例 随着ZiigBeee技术术和无线线传感器器网

15、络技技术不断断向更加加广阔的的应用领领域深入入，如果果是采用用由浅入入深的路路径，大大概顺序序如下： 1、系统统集成，在这个个层次，主要是是要掌握握ZiggBeee技术的的应用特特征，例例如系统统可靠性性和网络络可靠性性，通讯讯距离，抗干扰扰性能，低功耗耗性能等等，使用用标准产产品和评评估系统统进行是是比较好好的进入入点。 优点：入入门需要要的时间间短，几几个小时时或几天天。缺点点：系统统灵活性性可能不不够，成成本稍微微高一些些。 2、采用用模块和和自己的的单片机机系统组组合设计计，这要要求对单单片机技技术比较较熟悉，当然最最好是采采用自己己熟悉的的单片机机，主要要工作是是熟悉ZZigBBee

16、 AT命命令集，如何通通过ATT命令集集来操作作复杂ZZigBBee无无线网络络，由于于不需要要分析无无线协议议栈代码码和进行行高频设设计，用用户可以以将主要要精力集集中在自自己的应应用代码码开发。 优点：入入门时间间是一星星期或更更短。(如果能能够使用用带有驱驱动源代代码的模模块开发发系统，还可以以进一步步缩短上上手时间间)。缺缺点：需需要在模模块后面面，加上上自己的的微控制制器，成成本稍有有增加。 3、采用用模块或或者直接接使用ZZigBBee芯芯片进行行自己的的ZiggBeee应用系系统设计计。 如果不希希望进行行高频设设计，可可以从模模块开始始，直接接使用TTI等公公司提供供的Ziig

17、Beee协议议栈源代代码和库库文件，自己进进行应用用代码的的编写，然后直直接下载载到模块块进行调调试，由由于EZZ-LBBee这这样的通通用，开开放，开开源模块块的出现现，使这这种开发发办法成成为了可可能。 当然，也也可以自自己直接接采用CCC24430/CC224311等芯片片，使用用ZiggBeee开发系系统，进进行设计计。 优点：可可以实现现单芯片片化设计计，最终终产品成成本最低低。缺点点：需要要对软件件和ZiigBeee协议议栈进行行消化和和分析，也需要要高频设设计方面面的知识识和经验验，需要要的时间间可能是是数月或或更长。 当然，我我们也可可以将上上述过程程看成一一个对ZZigBBe

18、e技技术逐步步深入的的过程的的不同阶阶段，而而这些阶阶段，也也是一个个入门和和熟悉ZZigBBee技技术的渐渐进过程程。 下面，我我们就以以一个实实际应用用系统设设计例子子，来看看看如何何实现应应用系统统评估设设计全过过程： 应用实例例：ZiigBeee无线线温度传传感器网网络系统统 主要功能能： 对对温湿度度进行无无线测量量、监控控、记录录。 应用对象象：高层层字楼、医院、，成品品库、醇醇化库、发酵库库、储丝丝房、粮粮库、烟烟草库，温室大大棚等，需要对对温度，湿度进进行监控控，而且且布线困困难的应应用。 图4 ZZigBBee无无线温度度传感器器网络系系统应用系统统的评估估和开发发过程： 评估：采采用评估估系统，安装电电池，安安装PCC监控应应用软件件，系统统自动组组网，PPC软件件显示出出传感器器节点传传来的实实时数据据，100分钟内内完成安安装，可可以方便便进行通通讯距离离，可靠靠性等评评估。 模块级别别外置微微控制器器开发： 使用自己己选择的的