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如何实现将无线传感器网络升级到ZigBee PRO

作者:嵌入式无线高级工程师 吴线时间:2009-06-15来源:电子产品世界

一、 技术日趋完善

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/95274.htm

  技术是一种工作在900MHZ和2.4GHZ频段的新兴无线网络技术,具有中等通讯距离 (10米到数百米),比较灵活经济的通讯速率(40Kbps到250Kbps),并且有星状,网状(MESH),树状等多种网络拓扑,低的功耗等特点,所以在当今无线通讯技术和无线网络技术领域,占用重要的一席之地,图一描述了以监视和控制为主要应用方向的技术,在当今新兴无线网络技术中的位置。

 
图1 ZigBee在新兴无线网络技术中的位置

  ZigBee技术诞生后,经历了一个不断完善的成长过程,其核心技术是软件协议栈,从2004年2月的第一个版本ZigBee 2004,到2007年开发完成的ZigBee 2007,ZigBee PRO,历时4年,不断完善和不断改进,在网络可靠性,网络容量,低功耗,抗干扰等多个方面,技术日趋完善。

 
图2是ZigBee协议栈升级的历史

  与ZigBee 2004、ZigBee 2006相比较,ZigBee 2007/pro进行了如下技术上的完善和改进:

  ZigBee 2007/pro 是工业级和商业级协议栈

  ZigBee 2007/pro 适合于大型网络(超过1000个节点的大型无线网络)

  ZigBee 2007/pro 改进了路由方式,是路由更加可靠,路由表格更加节省内存。

  ZigBee 2007/pro 增加了高级跳频技术,具有超强网络抗干扰能力。

  ZigBee 2007/pro 可以分包传输长数据包。

  ZigBee 2007/pro 提供商业级的加密通讯。

  ZigBee-2007 规范定于了两套高级的功能指令集( feature set):分别是ZigBee 功能命令集和ZigBee PRO 功能命令集。(ZigBee 2004和2006都没有和不兼容这两套新的命令集)。

  ZigBee 协议栈模式(Stack Profile 1) 是2006发布,目标是消费电子产品和灯光商业应用环境,设计简单,使用在少于300个节点的网络。

  ZigBee PRO协议栈模式 (Stack Profile 2) 发布在 2007年目标是商业和工业环境,支持大型网络,1000个以上网络节点,相应更好的安全性。

 
图3是ZigBee 2007协议栈的新结构

升级到ZigBee 2007/PRO对无线单片机的硬件要求

  ZigBee无线网络的基本部件包括协调者(coordinator )路由器(router) 和终端节点( end device),这些基本部件的核心都是一个完整的,具有IEEE802.15.4标准无线收发器和微处理器(单片机)的片上系统SoC(也称为无线单片机),由于ZigBee 2007和ZigBee RO软件协议栈比较复杂,需要较大的内存空间和较大的运算处理能力,所以,需要无线单片机具有这样的能力,才能升级到ZigBee 2007/PRO协议栈,表一是部分可以升级到ZigBee2007/PRO的无线单片机系统。

 

  目前市场上的一些无线单片机由于设计定位和推出时间等原因,不能升级到ZigBee 2007和ZigBee PRO , 对于8051内核的8位无线单片机,如果闪存少于128K,一般不能不能升级到ZigBee 2007 ( 例如CEL公司最近推出的具有8051内核的ZIC2410 无线单片机,内存只要96K, 所以不能升级到ZigBee 2007), 另外采用TINY OS 和CC2420组成的系统,由于缺乏TI和FREESCAL公司的支持,也很难很快升级到ZigBee PRO协议栈。

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