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标题: 掌握ZigBee技术的诀窍 [打印本页]

作者: admin 时间: 2014-10-13 15:33
标题: 掌握ZigBee技术的诀窍
Zigbee是一种崭新的，专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术。也是目前嵌入式应用的一个大热点。

      Zigbee的特点主要有以下几个方面：

1．低功耗。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。

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。

3．低速率。Zigbee工作在250kbps的通讯速率，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RF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3~10 s、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、使用接入控制清单（ACL）防止非法获取数据以及采用高级加密标准（AES128）的对称密码，以灵活确定其安全属性。

8．免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗2.4GHz（全球）（ISM）频段。

      但是，对于开发ZIGBEE 应用的电子工程师而言，一个非常重要的技术难题是ZIGBEE 无线网络系统工作在2400MHz的超高频频段，我们常用的工作仪器，象普通示波器，逻辑分析仪大多在几十到几百兆在这个频率范围，而且也根本无法探测在空气中传输的各种无线信号。

      在高级的无线通讯实验室里，可以采用高级的无线频谱分析仪和无线通讯协议分析仪，超高频数字示波器等相互配合，对2400MHz以上信号进行分析，但是这些仪器都非常昂贵，动辄几万到几十万美元一台，对于目前国内的电子工程师而言，很难装备得起。

      深圳市无线谷科技有限公司（www.wvrf.com），最近开发出国内首台采用USB直接高速接口的低价格（价格在几十到几百美元范围），高性能ZIGBEE/IEEE802.15.4无线网络协议分析仪，彻底解决了这个技术难题，为国内广大电子工程师高效率开发ZIGBEE/IEEE802.15.4无线网络技术，提供了又一个新的开发工具。

      ZIGBEE协议分析仪的无线采样MCU和802.15.4无线硬件部分采用最新的CC2430芯片进行设计，全部电路板和电子零件安装在一个5 X 8.5 X 2CM 的小型塑料机壳内,只要连接上USB电缆，（无须任何外加电源），装上附带的标准2.4GHZ天线，电子工程师就相当于有一台2.4G的频谱分析仪+一台高档的逻辑分析仪+一台数字示波器。可以实时监控和观测所有在天线范围内的，在空气中传送的符合802.15.4/ZIGBEE任何无线信号，无线数据包装，协议包装等；并在电脑屏幕上，显示所有这些包装信息，也可以非常方便的存储，分析这些信息。

      ZIGBEE协议分析仪可以全面解码、简化、了解复杂的ZigBee协议载并加速调试。并具有广泛的功能，包括：分析以及解码在PHY、MAC、NETWORK/SECURITY、APPLICATION FRAMEWORK、和APPLICATION PROFICES等各层协议上的信息包；显示出错的包以及接入错误；指示触发包；在接收和登记过程中可连续显示包。
ZIGBEE协议分析仪对于zigbee器具的设计开发者具有很重要的意义，这在于它可以帮助进行与第三方zigbee器具的互操作性测试，设计人员可以独立地监控自己的器具与未知的第三方器具之间的通信及相互操作，从而发现可能出现的错误。正是这种网络的标准化带来的兼容性,所以ZIGBEE协议分析仪可以分析和记录包括 Chipcon、Freescale、CompXs、Ember等世界上任何一家公司的芯片所产生的符合zigbee/802.15.4标准的无线信号和包装。
ZIGBEE协议分析仪还可以在产品的硬件开发、软件开发、硬软件集成以及质量保证等四个阶段发挥重要的作用。
由于无线网络分析仪需要和PC配合工作，所以需要随时在PC 和网络分析仪硬件之间进行高速度数据通讯，而目前国内有些公司生产的低档无线协议分析仪采用串口（或USB转串口）的产品由于通讯速度慢，功能单调，性能很差。
无线谷公司的ZIGBEE协议分析仪采用直接USB（通讯速度可达到12M 字节/每秒或更高）大大提升了ZIGBEE协议分析仪的性能，可以轻易实现实时无线数据监控，包装自动过滤，动态时间标签等只有数万美元的高级硬件无线网络分析仪才具备的功能。
当你采用你的台式电脑或笔记本电脑（如果需要在野外进行测试），通过USB电缆连接ZIGBEE协议分析仪后，你立即就象有了一台能够透视ZIGBEE心脏的X光机；就象有了一付能看穿空气中电波的特殊放大镜，原来看不见，摸不着的在空气中传输的高频信号，各种无线包装，都成了透明的，可以显示的东西，你可以象使用普通示波器，逻辑分析仪一样，去跟踪ZIGBEE/802.15.4的任何无线信号的每一个细节。
再配合各种类似CC2430/2431仿真器等开发工具，你就有了一套非常高级的低价格，高性能zigbee/802.15.4无线网络/嵌入式无线软件/硬件综合开发工具，可以自由得在无线网络中翱翔了。

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