基于ZigBee協(xié)議的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
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時(shí)延短:通信時(shí)延和從休眠狀態(tài)激活的時(shí)延都非常短,典型的搜索設(shè)備時(shí)延為30ms ,休眠激活的時(shí)延是15ms
,活動(dòng)設(shè)備信道接入的時(shí)延為15ms。因此ZigBee 技術(shù)適用于對(duì)時(shí)延要求苛刻的無(wú)線控制（如工業(yè)控制場(chǎng)合等） 應(yīng)用。
網(wǎng)絡(luò)容量大:一個(gè)星型結(jié)構(gòu)的ZigBee 網(wǎng)絡(luò)最多可以容納254 個(gè)從設(shè)備和一個(gè)主設(shè)備,而且網(wǎng)絡(luò)組成靈活。
可靠:采取了碰撞避免策略（CSMA-CA）,同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙,避開(kāi)了發(fā)送數(shù)據(jù)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突。MAC
層采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸模式,每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息。如果傳輸過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題可以進(jìn)行重發(fā)。
安全:ZigBee 提供了基于循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能,支持鑒權(quán)和認(rèn)證,采用了AES-128
的加密算法,各個(gè)應(yīng)用可以靈活確定其安全屬性。
CPU和RF接口設(shè)計(jì)如圖所示：本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/157895.htm
圖 3: MCU與RF之間的接口
單片處理器通過(guò)4線制SPI總線接口和射頻芯片CC2420通信，單片微處理器可以通過(guò)編程使CC2420工作在不同的狀態(tài)，讀、寫(xiě)緩存數(shù)據(jù)，讀CC2420回饋的信息。
在與射頻芯片的接收、發(fā)送FIFO接口時(shí)用FIFO和FIFIOP引腳進(jìn)行狀態(tài)的控制和讀取信息;
射頻天線部分的原理圖如圖5所示，在2.4G
HZ的無(wú)線通信系統(tǒng)中設(shè)計(jì)采用的對(duì)信號(hào)屏蔽和保護(hù)效果很好的環(huán)形天線設(shè)計(jì)，采用帶屏蔽層的四層PCB設(shè)計(jì)，在實(shí)際中取得了很好的效果，天線部分的阻抗匹配電路原理圖如下面所示。
圖4：射頻天線部分的信號(hào)保護(hù)原理圖
USB-UART[5]轉(zhuǎn)換模塊：
USB
2.0標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為現(xiàn)在計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)通信接口。這樣用戶可以很方便的攜帶移動(dòng)設(shè)備，設(shè)備之間可以達(dá)到很快的數(shù)據(jù)傳輸速度并達(dá)到很好的抗干擾性，一邊是設(shè)備穩(wěn)定可靠的工作。
這個(gè)模塊選用FTDI-232BM總線芯片實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的串行RS232轉(zhuǎn)換USB的電路，下面簡(jiǎn)述此款總線芯片的接口：只有三個(gè)接口，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)USB口，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)RS232串口，還有一個(gè)多功能口。如圖所示總線轉(zhuǎn)接芯片周圍電路原理圖。
圖5: USB轉(zhuǎn)232總線芯片原理圖
評(píng)論