Zigbee学习笔记.docx

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Zigbee学习笔记

关于ZIGBEE技术

Zigbee的由来

在蓝牙技术的使用过程中，人们发现蓝牙技术尽管有许多优点，但仍存在许多缺陷。

对工业，家庭自动化控制和遥测遥控领域而言，蓝牙技术显得太复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等，而工业自动化对无线通信的需求越来越强烈。

正因此，经过人们长期努力，Zigbee协议在2003年中通过后，于2004正式问世了。

Zigbee是什么

Zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网，每一个Zigbee网络数传模块类似移动网络的一个基站，在整个网络范围内，它们之间可以进行相互通信；每个网络节点间的距离可以从标准的75米，到扩展后的几百米，甚至几公里；另外整个Zigbee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。

例如，你可以通过互联网在北京监控云南某地的一个Zigbee控制网络。

不同的是，Zigbee网络主要是为自动化控制数据传输而建立，而移动通信网主要是为语音通信而建立；每个移动基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个Zigbee“基站”却不到1000元人民币;每个Zigbee网络节点不仅本身可以与监控对对象，例如传感器连接直接进行数据采集和监控，它还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料;除此之外，每一个Zigbee网络节点（FFD）还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点（RFD）无线连接。

每个Zigbee网络节点（FFD和RFD）可以可支持多到31个的传感器和受控设备，每一个传感器和受控设备终可以有8种不同的接口方式。

可以采集和传输数字量和模拟量。

Zigbee技术的应用领域

Zigbee技术的目标就是针对工业，家庭自动化，遥测遥控，汽车自动化、农业自动化和医疗护理等,例如灯光自动化控制，传感器的无线数据采集和监控，油田，电力，矿山和物流管理等应用领域。

另外它还可以对局部区域内移动目标例如城市中的车辆进行定位.

通常，符合如下条件之一的应用，就可以考虑采用Zigbee技术做无线传输：

1．需要数据采集或监控的网点多；

2．要求传输的数据量不大，而要求设备成本低；

3．要求数据传输可性高，安全性高；

4．设备体积很小，不便放置较大的充电电池或者电源模块；

5．电池供电；

6．地形复杂，监测点多，需要较大的网络覆盖；

7．现有移动网络的覆盖盲区；

8．使用现存移动网络进行低数据量传输的遥测遥控系统。

9．使用GPS效果差，或成本太高的局部区域移动目标的定位应用。

Zigbee技术的特点

省电：

两节五号电池支持长达6个月到2年左右的使用时间。

可靠：

采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突；节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个Zigbee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。

时延短：

针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。

网络容量大：

可支持达65000个节点。

安全：

ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用通用的AES-128。

高保密性：

64位出厂编号和支持AES-128加密。

Zigbee的发展前景

Zigbee技术和RFID技术在2004年就被列为当今世界发展最快，市场前景最广阔的十大最新技术中的两个。

关于这方面的报道，你只需在XX，或GOOGLE搜索栏中键入“Zigbee”,你就会看到大量的有关报道。

总之，今后若干年，都将是Zigbee技术飞速发展的时期。

Zigbee技术在我国的应用情况

尽管，国内不少人已经开始关注Zigbee这们新技术，而且也有不少单位开始涉足Zigbee技术的开发工作，然而，由于Zigbee本身是一种新的系统集成技术，应用软件的开发必须和网络传输，射频技术和底层软硬件控制技术结合在一起。

因而深入理解这个来自国外的新技术，再组织一个在这几个方面都有丰富经验的配套的队伍，本身就不是一件容易的事情，因而，到目前为止，国内目前除了成都西谷曙光数字技术有限公司，真正将Zigbee技术开发成产品，并成功地用于解决几个领域的实际生产问题而外，尚未见到其它报道。

Zigbee和现有移动网（GPRS，CDMA-1X）的比较

1．无网络使用费：

使用移动网需要长期支付网络使用费，而且是按节点终端的数量计算的，而Zigbee没有这笔费用；

2．设备投入低：

使用移动网需要购买移动终端设备，每个终端的价格在人民币1000元上下，而使用Zigbee网络，不仅Zigbee网络节点模块（相当于基站）费用每只人民币不到1000元，而且，主要使用的网络子节点（相当于手机）的价格还要低得多；

3．通信更可靠：

由于现有移动网主要是为手机通信而设计的，尽管CDMA-1X和GPRS可以进行数据通信，但实践发现，不仅通信数率比设计速率低很多，而且数据通信的可靠信也存在一定的问题。

而Zigbee网络则是专门为控制数据的传输而设计的,因而控制数据的传输具有相当的保证。

4．高度的灵活性和低成本：

首先，通过使用覆盖距离不同,功能不同的Zigbee网络节点，以及其它非Zigbee系统的低成本的无线收发模块，建立起一个Zigbee局部自动化控制网，（这个网络可以是星型，树状，网状及其共同组成的复合网结构）再通过互联网或移动网与远端的计算机相连，从而实现低成本，高效率的工业自动化遥测遥控；

5．比起现有的移动网来，尽管Zigbee仅仅只是一个局域网，覆盖区域有限，但它却可以与现有的移动网，互联网和其它通信网络相连接，将许多Zigbee局域网相互连成为一个整体。

有效的解决移动网的盲区覆盖问题：

我们知道，现有移动网络在许多地方存在盲区，特别是铁路，公路，油田，矿山等野外，更是如此。

而增加一个移动基站或直放站的费用是相当可观的，此时使用Zigbee网络进行盲区覆盖不仅经济有效，而且往往是现在唯一可行手段。

Zigbee与现有数传电台的比较

1．可靠性高：

由于Zigbee模块的集成度远比一般数传电台高，分离元器件少，因而可靠性更高；

2．使用方便安全：

因为集成度高，比起一般数传电台来，Zigbee收法模块体积可以做得很小，而且功耗低，例如成都西谷公司远距离传输模块（2-5公里），最大发射电流比一个CDMA手机还要小许多，因而很容易集成或直接安放在到设备之中，不仅使用方便，而且在户外使用时，不容易受到破坏；

3．抗干扰力强，保密性好，误码率低：

Zigbee收发模块使用的是2.4G直序扩频技术，比起一般FSK,ASK和跳频的数传电台来，具有更好的抗干扰能力，和更远的传输距离；参阅我们网站中有关CDMA直序扩频技术的优越性讨论，和Cypress公司有关实验报道。

4．免费频段：

Zigbee使用的是免费频段，而许多数传电台所使用的频段不仅需要申请，而且每年都需要向国家无委会交纳相当的频率使用费。

5．价格低：

Zigbee数传模块的价格只有具有类似功能的数传电台的几分之一；（2.4G,250kps,3-5公里距离DSSS数传模块每只不到200元人民币）

提供低成本，高可靠性的无线数传互联网平台（包括软件和硬件）,以及相关技术支持，以满足不同客户的具体需要，就是我们的服务宗旨。

学习Zstack之1

Zstack情况：

本人采用的是TI的Zstack1.4.3协议，据说这个需要IAR7.30B及以上版本，而目前市面上又没有破解，所以用的人很少，这也是我的机会！

呵呵！

（傻笑有点多，关键是WORD里没有表情符号，不能正常表达我此时的心情！

）

正式开始：

开始之前在说一句：

从TI网站上下载的Zstack的方法就不介绍了。

否则就是从-1开始了而不是从0开始了-----------我是这么觉得的！

第一步：

安装Zstack

从TI官方网站上下载的Zstack为：

swrc072c.zip，我想这个压缩包大家都认识。

解压之后为：

ZStack-CC2430-1.4.3.exe文件。

这个安装文件大家都会了。

默认安装路径为：

C:

\TexasInstruments\ZStack-1.4.3。

安装之后在C:

\TexasInstruments\ZStack-1.4.3目录下有各PDF文档为：

GettingStartedGuideCC2430.pdf，不用多说，这个肯定是要看的。

既然把它放到这么前面，说明它是入门中的入门文档。

下面就简单介绍下这个文档：

1、介绍了安装ZStack-CC2430-1.4.3.exe需要的硬件软件条件:

需要电脑、操作系统为Windows2000或WindowsXP。

至于更高或更低版本的本人没有尝试。

2、讲了安装流程。

这个有点多余了，这年月哪个有电脑的没有安装上百上千次的软件啊？

但是需要强调的是安装路径----默认就好！

3、接下来就是让我们看的第一个文档为：

Start->Programs->TexasInstruments->ZStack-1.4.3->Z-StackUser’sGuide,既然让我看我就来看看这个文档！

！

第二步：

Z-Stack用户指导

这个文档的更新时间为：

2007年12月21日----应该还是比较新的版本。

由于本人英文的却有限，就不翻译了，浏览一遍，把大概意思说下就可以了：

1、介绍

1.1、适用范围

本文档适用于CC2430ZigBee开发板----CC2430ZDK。

2、产品包描述（TI提供的CC2430ZDK工具包）

2.1、安装包内容

这个就是上面提到的的ZStack-CC2430-1.4.3.exe安装之后的所有内容了。

说白了就是包含Zstack开发所需要的所有软件和文档资料等。

2.2、开发板介绍

两块SmartRF04EB评估版，每个都可以用于CC2430EM评估模块。

如图1-1所示：

Figure1:

ChipconSmartRF04EBEvaluationBoardwithCC2430EM

5块CC2430DB评估板，如图1-2所示：

（Figure2:

ChipconCC2430DBDevelopmentBoard）

10个SOC_BB评估板，每个都可以用于CC2430EM或CC2431EM。

如图1-3所示：

（Figure3:

ChipconSOC_BBBatteryBoard）

2.3、电缆

也就是包含开发包所需要的电缆，如RS232串口线，USB线等等附属配件。

3、安装配置

3.1、主机配置

一台个人计算机----也就是电脑哈。

我想玩嵌入式的应该都有，而现今不过时的配置就可以：

下面是最低配置

.NET1.1架构

WindowsXPServicePack1（i如果是WindowsXP）

1个串口（也就是RS232接口）s

1USB接口

个人认为要求已经相当低了，如果你的电脑没有这配置，个人强烈建议马上扔掉！

不过如今笔记本电脑很少有串口的，所以建议使用台式电脑，而且装机的时候一定要把串口引出，否则就比较麻烦了！

3.2、目标板需求

其实也是开发环境需求---IAREW8051。

目前需要的版本为7.30B及以上。

要求还是比较高的，因为目前这个版本没有破解的。

但是在