突破瓶颈 轻松设计ZigBee应用系统

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  这些标准产品都是“即插即用”产品,你可以像搭积木一样,在很短时间内对ZigBee技术进行现场测试,也很容易将这些标准产品集成到你自己的系统中去,实现一个长距离,微功耗的巨大网状网络和各种行业应用。 

        三、ZigBee应用系统设计的层次和实例 

        随着ZigBee技术和无线传感器网络技术不断向更加广阔的应用领域深入,如果是采用由浅入深的路径,大概顺序如下: 

        1、系统集成,在这个层次,主要是要掌握ZigBee技术的应用特征,例如系统可靠性和网络可靠性,通讯距离,抗干扰性能,低功耗性能等,使用标准产品和评估系统进行是比较好的进入点。 

        优点:入门需要的时间短,几个小时或几天。缺点:系统灵活性可能不够,成本稍微高一些。 

        2、采用模块和自己的单片机系统组合设计,这要求对单片机技术比较熟悉,当然最好是采用自己熟悉的单片机,主要工作是熟悉ZigBee AT命令集,如何通过AT命令集来操作复杂ZigBee无线网络,由于不需要分析无线协议栈代码和进行高频设计,用户可以将主要精力集中在自己的应用代码开发。 

        优点:入门时间是一星期或更短。(如果能够使用带有驱动源代码的模块开发系统,还可以进一步缩短上手时间)。缺点:需要在模块后面,加上自己的微控制器,成本稍有增加。 

        3、采用模块或者直接使用ZigBee芯片进行自己的ZigBee应用系统设计。 

        如果不希望进行高频设计,可以从模块开始,直接使用TI等公司提供的ZigBee协议栈源代码和库文件,自己进行应用代码的编写,然后直接下载到模块进行调试,由于EZ-LBee这样的通用,开放,开源模块的出现,使这种开发办法成为了可能。 

        当然,也可以自己直接采用CC2430/CC2431等芯片,使用ZigBee开发系统,进行设计。 

        优点:可以实现单芯片化设计,最终产品成本最低。缺点:需要对软件和ZigBee协议栈进行消化和分析,也需要高频设计方面的知识和经验,需要的时间可能是数月或更长。 

        当然,我们也可以将上述过程看成一个对ZigBee技术逐步深入的过程的不同阶段,而这些阶段,也是一个入门和熟悉ZigBee技术的渐进过程。 

        下面,我们就以一个实际应用系统设计例子,来看看如何实现应用系统评估设计全过程:

应用实例:ZigBee无线温度传感器网络系统

主要功能: 对温湿度进行无线测量、监控、记录。

应用对象:高层字楼、医院、,成品库、醇化库、发酵库、储丝房、粮库、烟草库,温室大棚等,需要对温度,湿度进行监控,而且布线困难的应用。

ZigBee无线温度传感器网络系统<p>

 图4 ZigBee无线温度传感器网络系统 

  应用系统的评估和开发过程: 

         评估:采用评估系统,安装电池,安装PC监控应用软件,系统自动组网,PC软件显示出传感器节点传来的实时数据,10分钟内完成安装,可以方便进行通讯距离,可靠性等评估。 

         模块级别外置微控制器开发: 

         使用自己选择的微控制器接口 标准产品模块,采用ZigBee模块开放系统,在AT命令级别进行自己的软件开发,下面是外置8051和STM32两种ZigBee模块开发平台,软件支持KEIL 8051和STM32位平台。 

外置8位和32位微控制器ZigBee模块开发系统<p>


图5 外置8位和32位微控制器ZigBee模块开发系统 


        模块内部软件开发: 

         将模块从应用系统或者模块开发系统20脚插座取下来,直接插入C51RF-3-PK这样ZigBee开发系统的20脚插座,不需要任何硬件更改,就可以直接采用IAR等软件开发平台和TI免费ZigBee协议栈进行CC2430内部ZigBee协议栈和应用软件代码开发,包括编译,下载,调试等,实现单芯片,低成本的高级ZigBee应用。 

         从上面的这个例子我们可以看到,由于ZigBee芯片厂家和应用支持厂家大量推出各种标准产品和评估工具,开发系统,开放资源的模块和模块开发工具,免费ZigBee协议栈等,大大降低了ZigBee技术入门台阶,目前用户可以方便的根据自己的实际情况,确定进入和入门的方式,轻松开始ZigBee应用系统设计和轻松将ZigBee技术集成在自己的行业应用中。

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