基于CC2530的Zigbee網(wǎng)絡節(jié)點設計

2.2 zigbee網(wǎng)絡節(jié)點設計要求

(1)可供選擇的無線頻段。無線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頻段的兩個工作頻段之一，有16個速率為250kb/s的信道。

(2)體積小，成本低，易于大規(guī)模布建。zigbee技術(shù)較其它無線技術(shù)的優(yōu)勢在于自組網(wǎng)，這就需要布建大規(guī)模的網(wǎng)絡節(jié)點，因此成本問題凸顯出來，有資料顯示：10$左右的zigbee網(wǎng)絡節(jié)點有較高的性價比。

(3)可靠性。與有線傳輸介質(zhì)相比，無線信號傳輸更容易受到衰落、多徑和干擾等問題，zigbee網(wǎng)絡是工作在2.4ghz ism頻段，與其他無線信道之間干擾是不可避免的。為保證網(wǎng)絡在有效范圍內(nèi)建立可靠的傳輸，網(wǎng)絡節(jié)點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)絡的最終目的是通過網(wǎng)絡完成各類操作，主要是i/o操作和a/d操作，這就要求網(wǎng)絡節(jié)點有一定的通用性，能滿足各類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(jié)點在使用普通電池供電的情況下工作12個月以上。

zigbee網(wǎng)絡節(jié)點的設計應按照上述的原則與規(guī)劃進行硬件設計和軟件設計。

3 硬件設計

3.1芯片選型

zigbee網(wǎng)絡節(jié)點硬件設計的的核心是微處理器芯片。微處理器模塊在無線收發(fā)模塊的協(xié)作下完成zigbee網(wǎng)絡的建立與維護，數(shù)據(jù)采集與處理，無線數(shù)據(jù)收發(fā)以及zigbee2007協(xié)議棧的正常運行[3]。在網(wǎng)絡節(jié)點的硬件設計中可以根據(jù)成本與操作可行性等因數(shù)選擇不同的的設計方案，本設計選擇集微處理器模塊和無線收發(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(guī)范的真正片上系統(tǒng)解決方案，也是目前眾多zigbee設備產(chǎn)品中表現(xiàn)最為出眾的微處理器之一。其主要特性如下：

(1)片內(nèi)集成增強型高速8051內(nèi)核處理器，支持代碼預取；256kflash程序存儲器，支持最新zigbee2007pro協(xié)議；8k數(shù)據(jù)存儲器；支持硬件調(diào)試[3]。

(2)支持2v-3.6v供電區(qū)間，具有3種電源管理模式：喚醒模式0.2ma、睡眠模式1ua、中斷模式0.4ua。包括處理器和智能片內(nèi)外設在內(nèi)的模塊，具有超低功耗的特點[3]。

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

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