如何選擇合適的無(wú)線(xiàn)傳感器技術(shù)

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )系統的基本架構包括三部分，第一部分是無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片，其職責是將數字信息轉換為高頻無(wú)線(xiàn)信號傳送出去和將接收到的高頻無(wú)線(xiàn)信號恢復成數字信息。無(wú)線(xiàn)傳感器收發(fā)芯片而言，IEEE 802.15.4能為無(wú)線(xiàn)傳感器應用提供最佳方案，這是因為IEEE 802.15.4規范可能是主要且可能唯一的實(shí)用標準。目前全球有多家公司提供這方面的收發(fā)芯片。像TI公司的CC2420/CC2520等芯片都特別適用于鈕扣電池和低電能應用的低功耗特性。

典型的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)或者路由器

實(shí)現一個(gè)典型的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)和路由器，可以采用多芯片方案,由一個(gè)無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片和一個(gè)微控制器(單片機)組成，微處理器可以采用低功耗的MSP430，無(wú)線(xiàn)芯片可以采用CC2520/CC2420等。

隨著(zhù)技術(shù)不斷發(fā)展，已經(jīng)有越來(lái)越多的公司，將無(wú)線(xiàn)收發(fā)器芯片和微控制器和無(wú)線(xiàn)收發(fā)器做成了一個(gè)片上系統(SoC)，例如TI公司采用8051內核的 CC2430/CC2431等ZigBee無(wú)線(xiàn)單片機，隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )對計算能力提高要求，最近Freescale公司也推出了ARM內核的32位 ZigBee無(wú)線(xiàn)單片機。使用這些SoC無(wú)線(xiàn)單片機設計無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )，將使無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)具有更小的體積，更低的功耗和更低的價(jià)格；TI公司在國內的技術(shù)合作伙伴無(wú)線(xiàn)龍科技公司等，也同時(shí)提供這些芯片，開(kāi)發(fā)工具的相關(guān)技術(shù)支持。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )構架第二部分是運行于單片機或者無(wú)線(xiàn)單片機內部的嵌入式軟件，也稱(chēng)軟件協(xié)議棧(network stack)，網(wǎng)絡(luò )堆棧有兩個(gè)職責。首先它必須要處理節點(diǎn)間的無(wú)線(xiàn)鏈接通信質(zhì)量的頻繁變化和環(huán)境因數對無(wú)線(xiàn)通訊造成的干擾，具有對網(wǎng)絡(luò )自組織，自恢復的能力；網(wǎng)絡(luò )堆棧的第二個(gè)職能是要具有很強的路由算法能力，確保信息可靠高效地通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò )拓撲(星狀/網(wǎng)狀等等)從源節點(diǎn)(如果現有，可以通過(guò)成百上千路由節點(diǎn))發(fā)送到目標節點(diǎn)。確保通訊的實(shí)時(shí)性要求。

ZigBee聯(lián)盟是由眾多技術(shù)供應商和開(kāi)發(fā)商組成的獨立標準組織。也是目前世界是最大的，基于IEEE 802.15.4平臺的網(wǎng)絡(luò )軟件協(xié)議棧標準提供聯(lián)盟。

該組織從ZigBee2004、ZigBee2006、ZigBee2007不斷發(fā)展，目前提供的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )棧是：ZigBee和ZigBee PRO。從使用角度看ZigBee堆棧很適合一般包含十到幾百個(gè)節點(diǎn)的小型網(wǎng)絡(luò )。而ZigBee PRO是ZigBee超集，它增加了一些功能，可對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行擴展并更好地應對來(lái)自其他技術(shù)的無(wú)線(xiàn)干擾，而且可以適應更大型的網(wǎng)絡(luò )和具有更加可靠的路由通訊算法和無(wú)線(xiàn)通訊可靠性。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )構架第三部分應用軟件，這部分包括各種根據用戶(hù)現有開(kāi)發(fā)的軟件代碼，這些代碼目前大部分是采用C語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，可以之間以接口和API方式，調用軟件協(xié)議棧的功能。

在多種無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)中，我們認為采用802.15.4國際標準和ZigBee技術(shù)，作為我們設計無(wú)線(xiàn)傳感器系統的起步，有如下優(yōu)點(diǎn)：

• 　　兼容一個(gè)全球化的可靠的國際標準。
• 　　可以通過(guò)TI、 Freescale這樣的大型芯片供應商。獲得穩定的無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片和無(wú)線(xiàn)單片機來(lái)源，也可以獲得免費的ZigBee協(xié)議棧和相關(guān)源代碼，降低開(kāi)放門(mén)檻。
• 　　能夠采用KEIL和IAR這樣的高性能軟件編譯調試環(huán)境，可以大大加快開(kāi)放速度，縮短上市周期。