EM351系统级芯片ZigBee解决方案

EM351系统级芯片ZigBee解决方案

作者：Ember 来源：Ember 时间：2009-6-18 8:15:00 浏览次

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Ember 公司的EM351和 EM35是高性能的ZigBee/802.15.4系统级芯片(S oC),集成了2.4 GHz, IEEE 802.15.4-2003兼容的收发器, 32-bit ARM Cortex M3TM微处理器,闪存和RAM存储器以及基于ZigBee系统设计的外设.收发器正常连接高达102dB,经过配置可达109dB,接收灵敏度为 -100dBm,可配置到-101d Bm,正常模式输出功率+3dBm,可配置成+8dBm,能与Wi-Fi和蓝牙共存.工作电压2 1.-3.6V,内部有1.8V和1.25V稳压器,可用在智能能量,建筑物自动化和控制,安全监视,通用ZigBee无线传感器网络.本文介绍了EM351和 EM35的主要特性,方框图,典型应用电路和所用材料清单(BOM).

EM351和EM357主要特性:

Complete System-on-Chip

32-bit ARM Cortex-M3TM processor

2.4 GHz IEEE 802.15.4-2003 transceiver & lower MAC

128 or 192 kB flash

12 kB RAM memory

AES128 encryption accelerator

Flexible ADC, SPI/UART/TWI serial communications, and general pur pose timers

24 highly configurable GPIOs with Schmitt trigger inputs

Industry-leading ARM Cortex-M3TM processor

Leading 32-bit processing performance

Highly efficient Thumb-2 instruction set

Operation at 6, 12 or 24 MHz

Flexible Nested Vectored Interrupt Controller

Low power consumption, advanced management

Rx Current (w/ CPU): 26 mA

Tx Current (w/ CPU, +3 dBm TX): 31 mA

Low deep sleep current, with retained RAM and GPIO: 400 nA with/8 00 nA without sleep timer

Low-frequency internal RC oscillator for low-power sleep timing High-frequency internal RC oscillator for fast (100 μsec) proces sor start-up from sleep

Exceptional RF Performance

Normal mode link budget up to 102 dB; configurable up to 109 dB -100 dBm normal RX sensitivity; configurable to -101 dBm (1% PER,

20 byte packet)

+3 dB normal mode output power; configurable up to +8 dBm

Robust Wi-Fi and Bluetooth coexistence

Innovative network and processor debug

Ember InSight port for non-intrusive packet trace with Ember InSi ght tools

Serial Wire/JTAG interface

Standard ARM debug capabilities: Flash Patch & Breakpoint; Data W atchpoint & Trace; Instrumentation Trace Macrocell

Application Flexibility

Single voltage operation: 2.1-3.6 V with internal 1.8 V and 1.25 V regulators

Optional 32.768 kHz crystal for higher timer accuracy

Low external component count with single 24 MHz crystal

Support for external power amplifier

Small 7x7 mm 48-pin QFN package

图1. EM351 和 EM357方框图

图2.EM351 和 EM357典型应用电路

智能照明zigbee联网解决方案

方案介绍 SHUNCOM zigbee智能照明解决方案结合TI CC2530高性能无线微控制器与智能家居zigbee网关，使得应用该技术的每一个灯都有其独立的MAC地址，可以通过智能手机、智能家居控制面板等控制终端实现对灯光的开关、分组、场景、策略等功能的控制。 方案特色 ?开发周期短，开发成本低。 ?安装方便：无须布线，安装时间与标准照明系统几乎相同。 ?每个灯都有其独立的MAC地址，可通过MAC地址进行监测和控制。 ?高度个性化的智能照明，在您需要的时间和场所打开或关闭灯光，选择适合自己的亮度。 ?节能、减少电费开支。 ?支持ZLL, ZHA协议，可与其他基于此协议的智能家居网关互联互通，如Amazon Echo Plus。

系统示意图 系统组成 由三部分组成，灯、网关和app。 1.灯部分 1）硬件部分

采用SHUNCOM SZ05-L-PRO-2模块，模块详细参数如下；其中天线可采用外置天线或内置板载天线。 指标名称技术参数 通信距离SZ05-L-PRO-2 (800 米) 无线频率 2.405 到2.480MHz 调制方式O-QPSK 无线信道16 个 信道检测CSMA/CA 通信协议支持Z LL, ZHA, ZigBee Pro 标准 IO 功能四路PWM输出，六路AD采样（两路复用） 网络拓扑MESH 单网容量65535 个节点 最大数据包82/帧， 发送模式广播或目标地址发送 串口速率9600 ~ 115200 输入电压DC3.3 接收灵敏度-95dbm±3dbm （带P A -106dbm±2dbm） 发射功率（SZ05-L-PRO-2）19dbm ; 平均电流（SZ05-L-PRO-2）34mA ; 峰值电流（SZ05-L-PRO-2）130mA ; 休眠电流 2.2~2.4uA 数据接口TTL 天线接口外置天线或内置天线，IPEX 天线 尺寸规格支持邮票孔贴片和直插 数据位8 停止位1,2 校验None, Even, Odd 加密方式支持AES 加密和CRC 校验 工作环境-40°C ~ 85°C 2）软件部分 SHUNCOM提供符合zigbee联盟标准的ZHA/ZLL通信协议，保证设备的互联互通。 2.网关部分

Zigbee组网流程——理论

星形网络和树型网络可以看成是网状网络的一个特殊子集，所以接下来分析如何组建一个Zigbee网状网络。组建一个完整的Zigbee网络分为两步：第一步是协调器初始化一个网络；第二步是路由器或终端加入网络。加入网络又有两种方法，一种是子设备通过使用MAC层的连接进程加入网络，另一种是子设备通过与一个先前指定的父设备直接加入网络。 一、协调器初始化网络 协调器建立一个新网络的流程如图1所示。 图1 协调器建立一个新网络 1、检测协调器 建立一个新的网络是通过原语NLME_NETWORK_FORMATION.request发起的，但发起NLME_NETWORK_FORMATION.request原语的节点必须具备两个条件，一是这个节点具有ZigBee协调器功能，二是这个节点没有加入到其它网络中。任何不满足这两个条件的节点发起建立一个新网络的进程都会被网络层管理实体终止，网络层管理实体将通过参数值为INVALID_REQUEST的NLME_NETWORK_FORMATION.confirm的原语来通知上层这是一个非法请求。 2、信道扫描 协调器发起建立一个新网络的进程后，网络层管理实体将请求MAC子层对信道进行扫描。 信道扫描包括能量扫描和主动扫描两个过程。首先对用户指定的信道或物理层所有默认的信道进行一个能量扫描，以排除干扰。网络层管理实体将根据信道能量测量值对信道进行一个递增排序，并且抛弃能量值超过了可允许能量值的信道，保留可允许能量值内

的信道等待进一步处理。接着在可允许能量值内的信道执行主动扫描，网络层管理实体通过审查返回的PAN描述符列表，确定一个用于建立新网络的信道，该信道中现有的网络数目是最少的，网络层管理实体将优先选择没有网络的信道。如果没有扫描到一个合适的信道，进程将被终止，网络层管理实体通过参数仠为STARTUP_FAILURE的NLME_NETWORK_FORMATION.confirm的原语来通知上层初始化启动网络失败。 3、配置网络参数 如果扫描到一个合适的信道，网络层管理实体将为新网络选择一个PAN描述符，该PAN 描述符可以是由设备随机选择的，也可以是在NLME_NETWORK_FORMATION.request里指定的，但必须满足PAN描述符小于或等于0x3fff，不等于0xffff，并且在所选信道内是唯一的PAN描述符，没有任何其它PAN描述符与之是重复的。如果没有符合条件的PAN 描述符可选择，进程将被终止，网络层管理实体通过参数值为STARTUP_FAILURE的NLME_NETWORK_FORMATION.confirm的原语来通知上层初始化启动网络失败。确定好PAN 描述符后，网络层管理实体为协调器选择16位网络地址0x0000，MAC子层的macPANID 参数将被设置为PAN描述符的值，macShortAddress PIB参数设置为协调器的网络地址。 4、运行新网络 网络参数配置好后，网络层管理实体通过MLME_START.request原语通知MAC层启动并运行新网络，启动状态通过MLME_START.confirm原语通知网络层，网络层管理实体再通过NLME_NETWORK_FORMATION.confirm原语通知上层协调器初始化的状态。 5、允许设备加入网络 只有ZigBee协调器或路由器才能通过NLME_PERMIT_JOINING.request原语来设置节点处于允许设备加入网络的状态。当发起这个进程时，如果PermitDuration参数值为0x00，网络层管理实体将通过MLME_SET.request原语把MAC层的macAssociationPermit PIB 属性设置为FALSE，禁止节点处于允许设备加入网络的状态；如果PermitDuration参数值介于0x01和0xfe之间，网络层管理实体将通过MLME_SET.request原语把macAssociationPermit PIB属性设置为TRUE，并开启一个定时器，定时时间为PermitDuration，在这段时间内节点处于允许设备加入网络的状态，定时时间结束，网络层管理实体把MAC层的macAssociationPermit PIB属性设置为FALSE；如果PermitDuration参数的值为0xff，网络层管理实体将通过MLME_SET.request原语把macAssociationPermit PIB属性设置为TRUE，表示节点无限期处于允许设备加入网络的状态，除非有另外一个NLME_PERMIT_JOINING.request原语被发出。允许设备加入网络的流程如图2所示。

Zigbee协议栈原理基础

1Zigbee协议栈相关概念 1.1近距离通信技术比较： 近距离无线通信技术有wifi、蓝牙、红外、zigbee，在无线传感网络中需求的网络通信恰是近距离需求的，故，四者均可用做无线传感网络的通信技术。而，其中（1）红外（infrared）：能够包含的信息过少；频率低波衍射性不好只能视距通信；要求位置固定；点对点传输无法组网。（2）蓝牙（bluetooth）：可移动，手机支持；通信距离10m；芯片价格贵；高功耗（3）wifi：高带宽；覆盖半径100m；高功耗；不能自组网；（4）zigbee:价格便宜；低功耗；自组网规模大。?????WSN中zigbee通信技术是最佳方案，但它连接公网需要有专门的网关转换→进一步学习stm32。 1.2协议栈 协议栈是网络中各层协议的总和，其形象的反映了一个网络中文件传输的过程：由上层协议到底层协议，再由底层协议到上层协议。 1.2.1Zigbee协议规范与zigbee协议栈 Zigbee各层协议中物理层（phy）、介质控制层（mac）规范由IEEE802.15.4规定，网络层（NWK）、应用层（apl）规范由zigbee联盟推出。Zigbee联盟推出的整套zigbee规范：2005年第一版ZigBeeSpecificationV1.0，zigbee2006，zigbee2007、zigbeepro zigbee协议栈：很多公司都有自主研发的协议栈，如TI公司的：RemoTI，Z-Stack，SimpliciTI、freakz、msstatePAN 等。 1.2.2z-stack协议栈与zigbee协议栈 z-stack协议栈与zigbee协议栈的关系：z-stack是zigbee协议栈的一种具体实现，或者说是TI公司读懂了zigbee 协议栈，自己用C语言编写了一个软件—---z-stack，是由全球几千名工程师共同开发的。ZStack-CC2530-2.3.1-1.4.0软件可与TI的SmartRF05平台协同工作，该平台包括MSP430超低功耗微控制器(MCU)、CC2520RF收发器以及CC2591距离扩展器，通信连接距离可达数公里。 Z-Stack中的很多关键的代码是以库文件的形式给出来，也就是我们只能用它们，而看不到它们的具体的实现。其中核心部分的代码都是编译好的，以库文件的形式给出的，比如安全模块，路由模块，和Mesh自组网模块。与z-stack 相比msstatePAN、freakz协议栈都是全部真正的开源的，它们的所有源代码我们都可以看到。但是由于它们没有大的商业公司的支持，开发升级方面，性能方面和z-stack相比差距很大，并没有实现商业应用，只是作为学术研究而已。 还可以配备TI的一个标准兼容或专有的网络协议栈（RemoTI，Z-Stack，或SimpliciTI）来简化开发,当网络节点要求不多在30个以内，通信距离500m-1000m时用simpliciti。 1.2.3IEEE802.15.4标准概述 IEEE802.15.4是一个低速率无线个人局域网(LowRateWirelessPersonalAreaNetworks，LR-WPAN)标准。定义了物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)。 LR-WPAN网络具有如下特点： ◆实现250kb/s，40kb/s，20kb/s三种传输速率。 ◆支持星型或者点对点两种网络拓扑结构。 ◆具有16位短地址或者64位扩展地址。 ◆支持冲突避免载波多路侦听技术(carriersensemultipleaccesswithcollisionavoidance，CSMA/CA)。（mac层） ◆用于可靠传输的全应答协议。(RTS-CTS) ◆低功耗。 ◆能量检测(EnergyDetection，ED)。 ◆链路质量指示(LinkQualityIndication，LQI)。 ◆在2.45GHz频带内定义了16个通道；在915MHz频带内定义了10个通道；在868MHz频带内定义了1个通道。 为了使供应商能够提供最低可能功耗的设备，IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers，电气及电子工程师学会)定义了两种不同类型的设备：一种是完整功能设备(full．functionaldevice，FFD)，另一种是简化功能设备

Zigbee芯片资料集合

一、ZigBee定义 ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称（又称紫蜂协议）来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。 其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。 中文名紫蜂协议 外文名ZigBee 标准IEEE802.15.4 全球频段2.4GHz（全球使用） 欧洲频段868MHz 北美频段915MHz ZigBee作为一种短距离无线通信技术，由于其网络可以便捷的为用户提供无线数据传输功能，因此在物联网领域具有非常强的可应用性。 二、ZigBee特性 ①低能耗。在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6～24个 月，甚至更长。这是ZigBee的突出优势。相比较。蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。 TI公司和德国的Micropelt公司共同推出新能源的ZigBee节点。该节点采用Micropelt公司的热电发电机给TI公司的ZigBee提供电源。

②低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求， 按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码，而且ZigBee免协议专利费。每块芯片的价格大约为2美元。 ③低速率。ZigBee工作在20～250kbps的速率，分别提供250 kbps(2.4GHz)、 40kbps(915 MHz)和20kbps(868 MHz)的原始数据吞吐率，满足低速率传输数据的应用需求。 ④近距离。传输范围一般介于10～100m之间，在增加发射功率后，亦可增加到 1～3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。 ⑤短时延。ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点 连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3～10s、WiFi 需要 3 s。 ⑥高容量。ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子 节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000 个节点的大网。 ⑦高安全。ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用访问控制清单 (Access Control List, ACL) 防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES 128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。 ⑧免执照频段。使用工业科学医疗(ISM)频段，915MHz(美国), 868MHz(欧洲), 2. 4GHz(全球) 。 三、应用及前景： 随着国内经济的高速发展，城市的规模在不断扩大，尤其是各种交通工具的增长更

最新ZigBee无线智能照明解决方案-2014

最新Z i g B e e无线智能照明解决方案-2014

最新智能家居解决方案-2014 一．智能家居背景简介 智能家居概念的起源很早，但一直未有具体的建筑案例出现，直到1984年美国联合科技公司（United Techno1ogies Building System）将建筑设备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州（Conneticut)哈特佛市（Hartford）的CityPlaceBuilding时，才出现了首栋的“智能型建筑”,从此也揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。 经过多年的需求累积，目前通常把智能家居定义为利用计算机、网络和综合布线技术，通过家庭信息管理平台将与家居生活有关的各种子系统有机地组合成一个系统。具体来说，就是首先在一个家居中建立一个通讯网络，为家庭信息提供必要的通路，在家庭网络操作系统的控制下，通过相应的硬件和执行机构，实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。其次，它们都要通过一定的网络平台，构成与外界的通讯通道，以实现与家庭以外的世界沟通信息，满足远程控制、监测和交换信息的需求。最终达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求。 随着社会经济结构、家庭人口结构以及信息技术的的发展变化以及人类对家居环境的安全性、舒适性、效率性要求的提高，造成家居智能化的需求大大增加，同时越来越多的家庭要求智能家居产品不仅要满足一些基本的需求，更要求智能家居系统在功能扩展、外延甚至服务方面能够做到简单、方便、安全。二．常用智能家居技术介绍及比较 虽然智能家居的概念很早就出现，市场需求也一直存在，但长期以来智能家居的发展由于受制于相关技术的突破，一直没有得到大规模的应用普及。目前市场存在的智能家居技术介绍如下： 1.有线方式

Zigbee组网实验之Sample App

Zigbee组网实验之Sample App https://www.wendangku.net/doc/3a8320507.html,/ 佳杰科技开发套件，最便宜、最详细、最好的Zigbee开发套件。 1.实验设备： Q2530SB开发底板（V1.1以上版本）2块 RF2530N射频板2块 天线（非必要，影响传输距离）2根 SmartRF04EB仿真器带USB线和仿真器接头线1个 电池盒有电池一个（负责供电） 2.硬件连接说明 射频板RF2530N分别连接底板Q2530SB 仿真器USB线连接电脑和其中一块底板 电池盒连接另外一块底板、保证系统都正常供电 3.实验步骤及效果 1.打开实验代码:在路径Texas Instruments\ZStack-CC2530- 2. 3.0-1. 4.0\Projects\zstack\ Samples\SampleApp\CC2530DB下鼠标双击打开文件SampleApp.eww 2.在应用层APP文件夹中找到SampleApp.c文件，找到函数SampleApp_HandleKeys并双 击打开。 3.将函数中的代码做以下修改 if ( keys & HAL_KEY_SW_1 ) { /* This key sends the Flash Command is sent to Group 1. * This device will not receive the Flash Command from this * device (even if it belongs to group 1). */ SampleApp_SendFlashMessage( SAMPLEAPP_FLASH_DURATION ); } 改为 if ( keys==0x20 ) { /* This key sends the Flash Command is sent to Group 1. * This device will not receive the Flash Command from this * device (even if it belongs to group 1).

基于ZigBee技术的智能家居系统

一、智能家居的背景 从宏观上来讲，事物的每个发展阶段都是当时从业人员认识水平、技术水平、市场认知、原材料成本等几个原因共同作用的结果。每个阶段都会局限于当时的技术水平、市场接受程度等，都会有其无法突破的瓶颈和困难。即便智能家居系统在中国已发展20多年，且经过这么多年的发展，产品、技术已日趋成熟、稳定，但每项技术并不一定都完美无瑕。只要产品或技术处于高速发展中，它必然需要不断地去解决一些技术上或者产品上的问题。智能家居产品未来会还向节能环保，舒适度方面发展。比如冬暖夏凉型建筑，不用空调，由建筑自身的功能去调节温度。而智能家居必须结合这些建筑上的功能去发展，从这个方面来说，必然会推动智能家居的适应性发展。对与现阶段的智能家居来说，没有专用的对讲或智能家居数字处理芯片，无论是技术层面还是集成层面，都只是有所关联。如果能够很好的解决，未来数字对讲将会取得更好的应用。而随着中国城镇化趋势的加剧，大型小区会越来越多，人们对安保的重视程度也会日益加强，将来小区的多个安防子系统在技术上必然会走向综合化、集成化。除此之外，厂家需理性地为各类应用设计解决方案，校正一些过往的虚假概念。只有设计实用性强，性价比高，能适应拓展未来新技术的系统，才能更好地为用户服务。除此之外，各家产品的兼容性也是一个急需解决的问题。目前各厂家的产品均采用自家的协议，无法很好地做到兼容，而不同品牌的可视对讲和智能家居系统如何互连互通也将是今后需突破的难点 二、智能家居系统旨在实现的以下主要功能： (1)可以控制和相应的状态查询，如查询室内和室外的温度，可用于家用电器，如灯一键全开，一键全关，更方便。 (2)在光线方面我们可以依照家庭装修环境背景或者用户的其他层次的要对

cc530芯片介绍

CC2530芯片资料 CC2530是专门针对IEEE 802.15.4和Zigbee应用的单芯片解决方案，经济且低功耗。 CC2530有四种不同的版本：CC2530-F32 / 64 / 128 / 256。分别带有32 / 64 / 128 / 256 KB的闪存空间；它整合了全集成的高效射频收发机及业界标准的增强型8051微控制器，8 KB的RAM和其他强大的支持功能和外设。 主要特点： ●高达256kB的闪存和20kB的擦除周期，以支持无线更新和大型应用程序 ●8kB RAM用于更为复杂的应用和Zigbee应用 ●可编程输出功率达+4dBm ●在掉电模式下，只有睡眠定时器运行时，仅有不到1uA的电流损耗 ●具有强大的地址识别和数据包处理引擎 利益： ●支持Zigbee / Zigbee PRO , Zigbee RF4CE, 6LoWPAN, WirelessHART 及其他所 有基于802.15.4标准的解决方案； ●卓越的接收机灵敏度和可编程输出功率； ●在接收、发射和多种低功耗的模式下具有极低的电流消耗，能保证较长的电池使用 时间； ●一流的选择和阻断性能（50-dB ACR） 应用： ●智能能源/自动化仪表读取 ●远程控制 ●居家及楼宇自动化 ●消费类电子产品 ●工业控制及监测 ●低功耗无线传感器网络 CC2530芯片参数特性： 可最大化通信范围的101dBm链路预算（101dBm link budget） 可最小化干扰源影响的业界一流的选择性（Best in class selectivity） 可最大化电池供电器件使用寿命的灵活低功耗模式（Flexible low-power modes） 功能强大的5通道DMA引擎（Powerful 5-channel DMA engine） 用于远程控制应用的IR生成电路(IR generation circuitry) 高达256K的闪存（Up to 256k Flash） CC2530开发套件 通过深圳市无线龙科技有限公司的CC2530-PK的开发系统，让您充分了解、熟悉和

zigbee的系统结构和组网方式

简介 ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据传输速率的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案。ZigBee是建立在IEEE802.15.4标准之上，它确定了可以在不同制造商之间共享的应用纲要。IEEE802.15.4标准定义了ZigBee协议的PHY层和MAC层。PHY层规范确定了在2.4GHz(全球通用的ISM频段)以250kb/s的基准传输率工作的低功耗展频无线电以及另有一些以更低数据传输率工作的915MHz（北美的ISM频段）和868MHz（欧洲的ISM频段）的实体层规范。MAC层规范定义了在同一区域工作的多个IEEE802.15.4无线电信号如何共享空中通道。 为了促进ZigBee技术的发展，2001年8月成立了ZigBee联盟，2002年下半年，英国Invensys公司、日本三菱电子公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司四大巨头共同宣布，它们将加入“ZigBee联盟”，目前该联盟已经有150多家成员，以研发名为ZigBee的下一代无线通信标准。 正如前面所述，ZigBee不仅仅只是802.15.4的名字，IEEE802.15.4仅处理低级MAC层和PHY层协议，所以ZigBee联盟对其网络层协议和API进行了标准化，还开发了安全层，以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识。 ZigBee的组成和构网方式 1.FFD和RFD 利用zigbee技术组件的无线个人区域网（WPAN）是一种低速率的无线个人区域网（LR WPAN），这种低速率个人区域网的网络结构简单、成本低廉，具有有限的功率和灵活的吞 吐量。 在一个LR WPAN网络中，可同时存在两种不同类型的设备，一种是具有完整功能的设备（FFD），另一种是简化功能的设备（RFD）。 在网络中，FFD通常有3中工作状态：（1）作为个人区域网络（PAN）的主协调器；（2） 作为一个普通协调器；（3）作为一个终端设备。FFD可以同时和多个RFD或其他FFD通信。 而RFD则只用一种工作状态即作为一个终端设备，并且一个RFD只能和一个FFD通信。2.ZigBee的体系结构 ZigBee体系结构主要有物理（PHY）层、媒体接入控制（MAC）层、网络/安全层以及应用框架层构成，如下图所示：

基于Zigbee技术的智慧农业解决方案

基于技术的智慧农业解决方案 一、智慧农业简介概述： 智慧农业从广义上讲包含了、、、等，智慧农业是将、等现代信息技术应用到农业生产、管理、营销等各个环节，实现农业智能化决策、社会化服务、精准化种植、可视化管理、互联网化营销等全程智能管理的高级农业阶段，是一种集物联网、移动互联网和云计算等技术为一体的新型农业业态，它不仅能够有效改善农业生态环境和提升农业生产经营效率，而且能够彻底转变农业生产者、消费者观念和组织体系结构。 所谓“智慧农业”就是充分应用现代信息技术成果，集成应用计算机与网络技术、物联网技术、音视频技术、3S技术、无线通信技术及专家智慧与知识，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理。 智慧农业是农业生产的高级阶段，是集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。 “智慧农业”是云计算、传感网、3S等多种信息技术在农业中综合、全面的应用，实现更完备的信息化基础支撑、更透彻的农业信息感知、更集中的数据资源、更广泛的互联互通、更深入的智能控制、更贴心的公众服务。“智慧农业”与现代生物技术、种植技术等高新技术融合于一体，对建设世界水平农业具有重要意义。 二、智慧农业系统技术特点： 智慧农业是物联网技术在现代农业领域的应用，主要有监控功能系统、监测功能系统、实时图像与视频监控功能。 （1）监控功能系统：根据无线网络获取的植物生长环境信息，如监测土壤水分、土壤温度、空气温度、空气湿度、光照强度、植物养分含量等参数。其它参数也可以选配，如土壤中的PH值、电导率等等。信息收集、负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据管理，实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户，并根据以上各类信息的反馈对农业园区进行自动灌溉、自动降温、自动卷模、自动进行液体肥料施肥、自动喷药等自动控制。 （2）监测功能系统：在农业园区内实现自动信息检测与控制，通过配备无线传

Zigbee组网流程

1、网络形成 组网开始时，网络层首先向MAC层请求分配协议所规定的信道，或者由PHY层进行有效信道扫描，网络层管理实体等待信道扫描结果，然后根据扫描结果选择可允许能量水平的信道。找到合适的信道后，为这个新的网络选择一个个域网标识符(PANID)。PANID可由网络形成请求时指定，也可以随机选择一个PANID(除广播PANID固定为0xFFFF外)，PANID 在所选信道中应该是唯一的。PANID一旦选定，无线网关将选择16位网络地址0x0000作为自身短地址，同时进行相关设置。完成设置后，通过MAC层发出网络启动请求，返回网络形成状态。 2、网络维护 网络维护网络维护主要包括设备加入网络和离开网络过程。当网络形成后，通过网络管理实体设定MAC层连接许可标志来判断是否允许其他设备加设备初始化为协调器入网络。加入方式有联合方式和直接方式，在协议实现中采取直接加入网络方式。这种方式下由待加入的设备发送请求加入信标帧，网关接收到后，网络管理实体首先判断这个设备是否已存在于网络。存在，则使其加入网络；若不存在，则向设备发送信标帧，为这个设备分配一个网络中唯一的16位的短地址。这里的信标帧是由网关无线协议MAC层生成作为PHY层载荷，它包含PANID、加入时隙分配等信息。网内设备也可以请求断开网络。当网关收到设备断

开连接请求后，MAC层向网络层发送报告，开始执行断开流程，从设备列表中删除该设备相关信息。 网络层上层请求网络层发现当前在运行的网络： NLME NETWORK DISCOVERY.request(ScanChannels,ScanDuration) ScanChannels:高5为保留（b27~b31）,低27为分别表示27个有效信道，该位为1，表示扫描；为0不扫描。 ScanDuration：扫描时间，aBaseSuperframeDuration*(2^n+1),n为ScanDuration值。 网络层在家收到该原语后，将通过检查ScanChannels参数发现网络，如果该设备为一个FFD 设备，则执行主动的扫描。如果为一个RFD设备，倘若设备实现主动扫描，那么他会执行主动的扫描，否则 一个合适的父节点需要满足三个条件：匹配的PAN标志符、链路成本最大为3、允许连接，为了寻找合适的父节点，NLME_JOIN.request原语请求网络层搜索它的邻居表，如果邻居表中不存在这样的父节点则通知上层，如果存在多个合适的父节点则选择具有最小深度的父节点，如果存在多个具有最小深度的合适的父节点则随机选择一个父节点。

ZigBee的工作原理

ZigBee 的工作原理_ZigBee 组网技术ZigBee 是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络。ZigBee 数传模块类 似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。Zigbee 技术特点主要有低功耗、低成本、时延短、网络容量大、工作频段灵活、低速率、安全的数据传输等。其中低功耗是Zigbee 技术最重要的特点。由于Zigbee 的传输速率相对较低发射功率较小，使得Zig bee 设备很省电，这是Zigbee 技术能够广泛应用的基石。 ZigBee 协议适应无线传感器的低花费、低能量、高容错性等的要求。Zigbee 的基础是IEEE 802.15.4 。但IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，因此Zigbee 联盟扩展了IEEE，对其网络层协议和API 进行了标准化。Zigbee 是一种新兴的短距离、低速率的无线网络技术。主要用于近距离无线连接。它有自己的协议标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。 ZigBee 组网概述 组建一个完整的zigbee 网状网络包括两个步骤：网络初始化、节点加入网络。其中节点加入网络又包括两个步骤：通过与协调器连接入网和通过已有父节点入网。 ZigBee 网络初始化预备 Zigbee 网络的建立是由网络协调器发起的，任何一个zigbee 节点要组建一个网络必须要满足以下两点要求： （1）节点是FFD节点，具备zigbee 协调器的能力; （2）节点还没有与其他网络连接，当节点已经与其他网络连接时，此节点只能作为该网络的子节点，因为一个zigbee 网络中有且只有一个网络协调器。 FFD：Full Func TIon Device 全功能节点 RFD：Reduced Func TI onDevice 半功能节点

ZIGBEE无线定位技术

ZIGBEE无线定位技术 大多数无线传感器网络都要求具备一种确定网络节点位置的方法。因此在设备安装期间，需要弄清楚哪些节点相互之间直接进行数据交换，或者确定哪些节点直接与中央数据采集点进行数据交换。 当通过基于软件的计算方法来确定网络节点位置时，就需要考虑到市场化解决方案(market solution)。这些具体的计算方法是：节点首先读取计算节点位置的参数，然后将相关信息传送到中央数据采集点，对节点位置进行计算，最后，再将节点位置的相关参数传回至该节点。这就是典型的数据密集型计算，并且需要配置一台PC 或高性能的MCU。 这种计算节点位置的方法之所以只适用于小型的网络和有 限的节点数量，是因为进行相关计算所需的流量将随着节点数量的增加而呈指数级速度增加。因此，高流量负载加上带宽的不足限制了这种方法在电池供电网络中的应用。 针对上述问题，CC2431 采用了一种分布式定位计算方法。这种计算方法根据从距离最近的参考节点(其位置是已知的)接收到的信息，对节点进行本地计算，确定相关节点的位置。因此，网络流量的多少将由待测节点范围中节点的数量决定。另外，由于网络流量会随着待测节点数量的增加而成比例递增，因此，C C2431 还允许同一网络中存在大量的待测节点。 本文所提供的结果是根据对ZigBee 网络的测量得出的，然

而，这些测量结果同样适用于基于IEEE 802.15.4协议构建的更简单的网络。 定位引擎技术 定位引擎根据无线网络中临近射频的接收信号强度指示(R SSI)，计算所需定位的位置。在不同的环境中，两个射频之间的RSSI 信号会发生明显的变化。例如，当两个射频之间有一位行人时，接收信号将会降低30dBm。为了补偿这种差异，以及出于对定位结果精确性的考虑，定位引擎将根据来自多达16 个射频的RSSI 值，进行相关的定位计算。其依据的理论是：当采用大量的节点后，RSSI 的变化最终将达到平均值。 在RF 网络中，具有已知位置的定位引擎射频称为参考节点，而需要计算定位位置的节点称为待测节点。 要求在参考节点和待测节点之间传输的唯一信息就是参考节点的X 和Y 坐标。定位引擎根据接收到的X 和Y 坐标，并结合根据参考节点的数据测量得出的RSSI 值，计算定位位置。 将定位技术纳入网络协议 一些采用定位引擎的应用可能要求放置若干个参考节点，以作为基础设施设置不可或缺的一部分。ZigBee 技术能够实现对家庭、办公以及工业等应用的无线控制。随着ZigBee 设备在楼宇基础设施中的安装数量不断增多，ZigBee 将会在家庭和办公自动化方面拥有更为广阔的应用前景。

工业zigbee,解决方案

工业zigbee,解决方案 篇一：ZIGBEE无线智能家居最新解决方案-XX 无线智能家居系统最新解决方案 南京物联传感技术有限公司 一、智能化系统概述 什么是智能家居 “智能家居”，又称智能住宅。通俗地说，它是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯以及物联网技术于一体的安全化、网络化、智能化的家居控制系统。将家中的各种设备（如照明系统、电器控制系统、安防系统、远程医疗系统、环境络监控系统等）通过互联网和ZIGBEE局域网络连接到一起。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，而且还提供更安全、更舒适、更便捷的宜人家庭生活空间；智能家居是以住宅为平台，利用网络、通信及控制技术管理家中设备。来创造一个高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。 智能家居的功能：远程、场景、定时、联动 远程：移动终端（手机、平板）通过互联网把指令发送至云服务器，云服务器在转发至网关，网关把互联网信号转换成ZIGBEE局域网信号在发送至对应的设备。只要终端有网络信号即可控制家中的任何设备。

场景：把多个设备添加到同一个触发键中。例如：回家之后需要开启灯光、空调、电视，关闭声光报警器、烟雾探测器、红外入侵探测器等。智能家居终端软件可以提供同时一键操作以上所有设备的功能即场景功能。 定时：场景设置好，要执行必须手动触发，定时之后就可以根据具体设定的时间自动触发，定时的方式和手机设置闹铃的方式相同。 联动：智能家居有传感器、控制器、APP构成。通过APP 设置只要传感器检测到相关信号之后控制器能自动执行相应的动作即联动。 二、项目需求 系统概述 一个舒适的家居环境应该对家居的照明、电器、安防、环境、健康、综合服务系统，使用业主通过简单的操作即可拥有轻松的生活环境和惬意的生活氛围，让生活变得更舒心、放心、省心。 本项目将遵循业主需求，并依照南京物联对于智能家居设计的六大基本原则，即L、S、A、E、H、O对居家各个功能区域进行详细而有系统的分析设计。 L—照明控制系统；（调光灯、LED灯泡、白炽灯、、、） S—安防控制系统；（燃气探测、烟雾报警、门窗磁、、、）

Zigbee组网程序

SappleApp.c #include "OSAL.h" #include "ZGlobals.h" #include "AF.h" #include "aps_groups.h" #include "ZDApp.h" #include "SampleApp.h" #include "SampleAppHw.h" #include "OnBoard.h" /* HAL */ #include "hal_lcd.h" #include "hal_led.h" #include "hal_key.h" #include "string.h" #include "MT_UART.h" //#include "Lcd128X64.h" #include "UtOled.h" #include "sensor.h" #include "HAL_ADC.h" #include "exsensor.h" #include "lcd128_64.h" const cId_t SampleApp_ClusterList[SAMPLEAPP_MAX_CLUSTERS] = { SAMPLEAPP_PERIODIC_CLUSTERID, SAMPLEAPP_FLASH_CLUSTERID }; const SimpleDescriptionFormat_t SampleApp_SimpleDesc = { SAMPLEAPP_ENDPOINT, // int Endpoint; SAMPLEAPP_PROFID, // uint16 AppProfId[2]; SAMPLEAPP_DEVICEID, // uint16 AppDeviceId[2]; SAMPLEAPP_DEVICE_VERSION, // int AppDevVer:4; SAMPLEAPP_FLAGS, // int AppFlags:4; SAMPLEAPP_MAX_CLUSTERS, // uint8 AppNumInClusters; (cId_t *)SampleApp_ClusterList, // uint8 *pAppInClusterList; SAMPLEAPP_MAX_CLUSTERS, // uint8 AppNumInClusters; (cId_t *)SampleApp_ClusterList // uint8 *pAppInClusterList; };

Zigbee技术主流芯片比较 2概况

Zigbee技术主流芯片调研 1、Zigbee芯片调研 当今市场已有大量集成Zigbee协议和射频电路的芯片。以下是市场上主流的生成Zigbee的公司及其生产的典型Zigbee芯片。 公司TI FREESCALE ATMEL Nordic 芯片CC2530 MC1321 AT86RF230 nRF24E1/nRF9E5 MCU内核8051 HCS08 无（通过SPI接口由外 接MCU连接） 8051 通过在淘宝上的调查，TI公司的CC2530和FREESCALE的MC1321用户量比较大，有大量的公司提供基于这两款芯片的Zigbee模块，使用这些模块可以减少大量的硬件调试工作，而较容易的实现我们所需的传输功能。以下就这两类主流芯片进行详细介绍。 1.1 CC2530调研 CC2530是市场最主流的Zigbee芯片，TI公司推出的ZIGBEE网络处理器，将复杂的ZIGBEE网络协议栈，处理成了简单的用户接口命令，用户只要使用任何简单的单片机（微控制器），就可以容易的实现对ZIGBEE网络的控制；TI推出这个芯片的目的，就是希望ZIGBEE容易被使用。CC2530是TI公司推出的最新一代ZigBee标准芯片，适用于2.4GHz、IEEE802.15.4、ZigBee和 RF4CE应用。 CC2530包括了极好性能的一流RF收发器，工业标准增强性8051MCU，系统中可编程的闪存，8KB RAM以及许多其它功能强大的特性，可广泛应用在2.4-GHzIEEE802.15.4系统，RF4CE遥控制系统，ZigBee系统，家庭/建筑物自动化，照明系统，工业控制和监视，低功耗无线传感器网络，消费类电子和卫生保健。主要参数如下：

ZigBee的工作原理

ZigBｅｅ得工作原理_ZigBee组网技术ZigBee就是一种高可靠得无线数传网络,类似于CDMA与GSＭ网络。ZiｇBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准得７5m到几百米、几公里,并且支持无限扩展。Zｉg ｂee技术特点主要有低功耗、低成本、时延短、网络容量大、工作频段灵活、低速率、安全得数据传输等。其中低功耗就是Zigbee技术最重要得特点。由于 Zigbee得传输速率相对较低发射功率较小,使得Ｚｉg beｅ设备很省电,这就是 Zigbee技术能够广泛应用得基石。 ＺｉｇＢeｅ协议适应无线传感器得低花费、低能量、高容错性等得要求。Zigｂｅe 得基础就是IＥEE 80２.１5。4、但ＩＥEE仅处理低级MAC层与物理层协议,因此Zigbeｅ联盟扩展了IEEE,对其网络层协议与API进行了标准化。Zigbee就是一种新兴得短距离、低速率得无线网络技术。主要用于近距离无线连接。它有自己得协议标准,在数千个微小得传感器之间相互协调实现通信。 ZigBeｅ组网概述 组建一个完整得zigbｅe网状网络包括两个步骤:网络初始化、节点加入网络。其中节点加入网络又包括两个步骤:通过与协调器连接入网与通过已有父节点入网。 ＺiｇＢeｅ网络初始化预备 Zigｂee网络得建立就是由网络协调器发起得,任何一个ziｇbee节点要组建一个网络必须要满足以下两点要求: (1)节点就是FFD节点,具备ｚiｇbeｅ协调器得能力; (2)节点还没有与其她网络连接,当节点已经与其她网络连接时,此节点只能作为该网络得子节点,因为一个zigｂee网络中有且只有一个网络协调器。 FFＤ:Full Func TI on Dｅｖｉｃe 全功能节点 RFD:Rｅｄuceｄ FｕｎｃTI onDevicｅ半功能节点

基于zigbee技术的射频芯片cc2430(精)

基于ZigBee技术的射频芯片CC2430 引言 ZigBee采用IEEE802.15.4标准，利用全球共用的公共频率2.4 GHz，应用于监视、控制网络时，其具有非常显著的低成本、低耗电、网络节点多、传输距离远等优势，目前被视为替代有线监视和控制网络领域最有前景的技术之一。 CC2430芯片以强大的集成开发环境作为支持，内部线路的交互式调试以遵从IDE的IAR 工业标准为支持，得到嵌入式机构很高的认可。它结合Chipcon公司全球先进的ZigBee 协议栈、工具包和参考设计，展示了领先的ZigBee解决方案。其产品广泛应用于汽车、工控系统和无线感应网络等领域，同时也适用于ZigBee之外2.4 GHz频率的其他设备。 1 CC2430芯片的主要特点 CC2430芯片延用了以往CC2420芯片的架构，在单个芯片上整合了ZigBee 射频(RF)前端、内存和微控制器。它使用1个8位MCU（8051），具有128 KB可编程闪存和8 KB 的RAM，还包含模拟数字转换器(ADC)、几个定时器（Timer）、AES128协同处理器、看门狗定时器（）、32 kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路、掉电检测电路，以及21个可编程I/O引脚。 CC2430芯片采用0.18 μm CMOS工艺生产，工作时的电流损耗为27 mA；在接收和发射模式下，电流损耗分别低于27 mA或25 mA。CC2430的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性，特别适合那些要求电池寿命非常长的应用。 CC2430芯片的主要特点如下： ◆高性能和低功耗的8051微控制器核。 ◆集成符合IEEE802.15.4标准的2.4 GHz的RF无线电收发机。 ◆优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰性。 ◆在休眠模式时仅0.9 μA的流耗，外部的中断或RTC能唤醒系统;在待机模式时少于0.6 μA的流耗，外部的中断能唤醒系统。