基于ZigBee的无线病房呼叫系统便携端设计
图4-1 给出了CC2420 外围电路图。芯片本振信号既可由外部有源晶体提供，也可由内部电路提供。由内部电路提供时需外加晶体振荡器和两个负载电容，电容的大小取决于晶体的频率及输入容抗等参数。本文采用16MHz 晶振，电容值为22pF.如果使用外部时钟，直接从XOSC16_Q1 引脚引入，XOSC16_Q2 引脚保持悬空；如果使用内部晶体振荡器，晶体接在XOSC16_Q1 和XOSC16_Q2 引脚之间。射频输入/输出匹配电路主要用来匹配芯片的输入输出阻抗，使其输入输出阻抗为50Ω，同时为芯片内部的PA 及LNA 提供直流偏置。
CC2420 通过4 线SPI 总线（SI、SO、SCLK、CSn）设置芯片的工作模式，并实现读/写缓存数据，读/写状态寄存器等。通过控制FIFO 和FIFOP 管脚接口的状态可设置发射/接收缓存器。CC2420 射频信号的收发采用差分方式进行传输，其最佳差分负载是115+j180Ω阻抗匹配电路应该根据这个数值进行调整。
CC2420 具有内部发送接收（T/R）开关电路，这就使得天线接口的匹配极为容易。RF 采用差动连接；单集天线需要使用不平衡变压器。通过外接直流通路，连接引脚TXRX_SWITCH到RF_P 和RF_N,实现PA 和LNA 的偏置。
CC2420 是一个半双工的RF 芯片，在同一时刻只处于一种工作状态，或者出于发送状态，或者处于接收状态；CC2420 有15 个命令寄存器，每个寄存器都有一个固定的地址；CC2420的发送缓冲与接收缓冲是分开的：TXFIFO 为128 字节，RXFIFO 为128 字节。
TXFIFO 与RXFIFO 的读写可以通过两种方式进行：
寄存器方式：通过读写TXFIFO 寄存器（0x3E）操作128 字节的TXFIFO 通过读写RXFIFO寄存器（0x3F）操作128 字节的RXFIFO.
RAM 方式：直接对具体RAM 地址的读写来操作指定地址的RAM 数据。
TXFIFO 中同一时刻只能有一个等待发送的数据帧，RXFIFO 中同一时刻可以有多个接受到的数据帧，只要这些数据帧的总长度不超过128 字节。CC2420 使用SFD、FIFO、FIFOP 表示收发数据的状态。
ZigBee 无线病房呼叫系统是为了弥补现有病房呼叫系统的不足、改善病房环境、减轻医生、护士的工作量、更好的为病人服务而专门设计开发的一套病房呼叫系统。房间内的呼叫节点采用星型网络连接，由其中一个节点作为ZigBee 路由器，负责与中心网络的连接和数据中继转发；所有的ZigBee 路由器组成一个星型与树型结合的混合网络，再与ZigBee中心节点连接，中心节点设置在管理中心，构建成一个完整的ZigBee 无线网络。当病人发出的服务请求会通过网络传到中心端，医生或护士可以通过中心端获得病人的信息，对请求作出及时处理。
我们给出如下具体实现步骤：第一步：初始化硬件驱动和MAC 层。第二步：扫描信道获得并处理环境信息。节点根据信道扫描的结果作出加入网络或新建PAN 网络的判断，如果节点决定新建PAN 网络，那么执行第三步，否则调到第五步。第三步：建立PAN 网络。其中包括以下过程：信道能量扫描、短地址信息选取、选择PAN 网络ID、初始化网络设置。第四步：允许接收节点的入网请求。该部分处理关联指示原语，父节点执行完第四步后，节点己做好数据传输的准备，将不再执行第五步到第六步。第五步：加入PAN 网络。在这一步中，子节点先发布一个网络查找原语currentPrimitive=NLME_NETWORK_DISCOVERY.request,之后子节点的MAC 层就会执行一次主动扫描返回NLME_NETWORK_DISCOVERY.confirm,函数会据此更新邻接表，子节点就可以从搜索到的网络中选择一个父节点加入。第六步：数据传输。当子节点加入网络后，子节点和父节点就可以进行通信了。
6 结束语
本文从医院对病房呼叫系统的实际需要出发，提出了无线病房呼叫系统便携端的硬件整体设计方案，设计出无线病房呼叫系统便携端的总体框图及硬件设计，给出了该系统的组网方案及实现步骤。该方案具有低成本、低功耗、高可靠性和可扩展性等方面的优点。
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