基于CC2530的Zigbee網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)設計

2.2 zigbee網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)設計要求

(1)可供選擇的無(wú)線(xiàn)頻段。無(wú)線(xiàn)頻段的選擇要兼具較高的傳輸速率和較好的繞射性能，同時(shí)要具備一定的抗干擾力。2.4ghz頻段是ieee 502.15.4定義的工作在ism頻段的兩個(gè)工作頻段之一，有16個(gè)速率為250kb/s的信道。

(2)體積小，成本低，易于大規模布建。zigbee技術(shù)較其它無(wú)線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)勢在于自組網(wǎng)，這就需要布建大規模的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)，因此成本問(wèn)題凸顯出來(lái)，有資料顯示：10$左右的zigbee網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)有較高的性?xún)r(jià)比。

(3)可靠性。與有線(xiàn)傳輸介質(zhì)相比，無(wú)線(xiàn)信號傳輸更容易受到衰落、多徑和干擾等問(wèn)題，zigbee網(wǎng)絡(luò )是工作在2.4ghz ism頻段，與其他無(wú)線(xiàn)信道之間干擾是不可避免的。為保證網(wǎng)絡(luò )在有效范圍內建立可靠的傳輸，網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)應選擇合理的信道接入方式，有效減少幀沖突，使用合理的擴頻技術(shù)。

(4)通用性。布建zigbee網(wǎng)絡(luò )的最終目的是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )完成各類(lèi)操作，主要是i/o操作和a/d操作，這就要求網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)有一定的通用性，能滿(mǎn)足各類(lèi)傳感器和終端設備的操作要求。

(5)低功耗，支持電池供電。低功耗是zigbee的重要特征，支持休眠-喚醒模式和引入功率控制機制使設備更加省電。典型的zigbee節點(diǎn)在使用普通電池供電的情況下工作12個(gè)月以上。

zigbee網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的設計應按照上述的原則與規劃進(jìn)行硬件設計和軟件設計。

3 硬件設計

3.1芯片選型

zigbee網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)硬件設計的的核心是微處理器芯片。微處理器模塊在無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊的協(xié)作下完成zigbee網(wǎng)絡(luò )的建立與維護，數據采集與處理，無(wú)線(xiàn)數據收發(fā)以及zigbee2007協(xié)議棧的正常運行[3]。在網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的硬件設計中可以根據成本與操作可行性等因數選擇不同的的設計方案，本設計選擇集微處理器模塊和無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊于一體的單芯片解決方案。

設計選用ti公司最新zigbee芯片cc2530f256，工作在2.4ghz頻段，是符合ieee 802.15.4規范的真正片上系統解決方案，也是目前眾多zigbee設備產(chǎn)品中表現最為出眾的微處理器之一。其主要特性如下：

(1)片內集成增強型高速8051內核處理器，支持代碼預??；256kflash程序存儲器，支持最新zigbee2007pro協(xié)議；8k數據存儲器；支持硬件調試[3]。

(2)支持2v-3.6v供電區間，具有3種電源管理模式：?jiǎn)拘涯Ｊ?.2ma、睡眠模式1ua、中斷模式0.4ua。包括處理器和智能片內外設在內的模塊，具有超低功耗的特點(diǎn)[3]。

(3)片內集成5通道dma；mac定時(shí)器；1個(gè)16位、兩個(gè)8位普通定時(shí)器；32khz睡眠定時(shí)器；電源管理與片內溫度傳感器；8通道12位ad轉換器；看門(mén)狗等智能外設[3]。高密度集成化電路節約設計成本。

(4)應用范圍包括2.4g-hz ieee 802.15.4系統、rf4ce遠程控制系統、zigbee網(wǎng)絡(luò )、家居自動(dòng)化、照明系統、工業(yè)測控、低功耗wsn等領(lǐng)域[3]。