新型低功耗无线标准-ZigBee

收者的跳转。

　　ZigBee终端设备仅与其母节点（PAN协调器或路由器）进行通信。这些终端设备的功能相对较少，因为它们不需要路由功能。精简功能设备（RFD）的一个优点就是栈尺寸明显要小很多。因此，程序闪存、数据存储器RAM以及闪存要求也大大降低。这就使得通常是ZigBee节点主要组成部分的RFD颇具成本优势。RFD特别适用于超低耗设计，因为在大部分时间里可以将微控制器和RF收发器关闭。一个具有路由功能的设备需要始终谨记，其必须要接收一个数据包。

　　ZigBee使用16位节点寻址，理论上允许一个PAN中有近2^16个ZigBee节点。在实际应用中，节点的数量受数据包延迟限制。就星形网络而言，《2000个节点最为合适。

　　谈及 ZigBee，一种比较简单的情况就是开启和关闭灯具的照明开关。照明开关可以是一个RFD且连续处于深睡眠模式。如果按下照明开关上的按钮，则微控制器被唤醒，开启射频并将要求的数据包发送至其母设备（路由器或PAN协调器），等待数据包确认并返回到睡眠模式。然后，该网络将开始传输数据包，数据包最终跳转至目标地址-- 灯具。路由器和PAN协调器必须始终清楚会有一个数据包到达。因此，这些节点绝不能进入深睡眠模式。但是在该示例中，如果路由器位于与主电源相连的灯具中，则不存在功耗问题。

　　底层的PHY和MAC均由IEEE？802.15.4标准定义。上述所有层均由 ZigBee定义。PHY和MAC实现了两个节点间的点对点通信。ZigBee NWK（网络）层进行数据包路由，并将接收到的数据包发送至下一个ZigBee 节点，或将其转发至APS（应用支持子层）。然后，APS将处理ZigBee节点内针对某个应用的数据包。具有射频功能的一个ZigBee节点可处理若干个应用，以开关为例，温度测量和湿度测量就可在一个盒子里进行。在这种情况下，由 APS来决定哪些应用是数据包的终点。首先，ZigBee设备对象（ZDO）有助于应用软件和ZigBee堆栈软件的协同运行。一旦做出决定，还可集成一个安全服务以实现安全的数据传输。

　　ZigBee配置文件

　　只有所有的ZigBee符合ZigBee标准配置文件之一，才能实现 ZigBee产品的厂商的独立兼容性。ZigBee 联盟将配置文件定义为一种可确保应用级互操作性的方法。

　　除协议之外，配置文件还对发送至其他设备的数据内容进行了定义，例如，哪个数据内容将开启灯具，哪个数据内容又将灯具关闭。配置文件中的定义为：独特的配置文件ID；设备类型；报文格式、内容编码以及集群解释。

　　已经定义的标准配置文件为："家庭自动化"（自2006年9月开始，不再后向兼容以前的"家庭控制--照明"）；"工业厂房监控"（自2006年第四季度开始）；包括HVAC在内的"商用楼宇自动化"（自2007年第一季度开始）。

　　其他更多的标准配置文件尚在讨论之中，如自动抄表、医疗保健等。专有配置文件可由客户来定义，但是这会限制共享该配置文件设备的应用互操作性。专用配置文件并不排斥网络级互操作性。

　　为了确保新开发的终端设备符合ZigBee标准以及标准配置文件之一，必须要进行ZigBee一致性认证测试。一旦顺利通过测试，就可以在产品上使用ZigBee的logo。

　　TI推出的 ZigBee 解决方案

　　TI 推出了一系列完整的硬件和软件ZigBee解决方案。MSP430微控制器产品系列由于其出色的超低功耗性能以及易于使用的开发工具而被熟知。自2006年起，该16位微控制器实现了架构升级，现在该微控制器具有高达120k的闪存以及高达10k的RAM存储器。具有高于60k闪存的 MSP430派生产品系列即将推出。MSP430架构升级与现有的MSP430版本100%二进制后向兼容，并且仍然使用线性内存寻址范围。该解决方案实现了众所周知的易用性架构与现有MSP430编码100%重复使用性的结合。

　　此外，TI 还推出了首款符合 ZigBee 标准的收发器 CC2420。该 2.4？GHz 收发器被广泛用于 ZigBee 社区，功耗低且具有与其他任何 MSP430 微控制器轻松组合的特性。作为一种替代产品，CC2430是在一颗芯片上集成了CC2420 收发器与 8051 CPU的片上系统（ SoC）。

　　TI 还推出了用于 MSP430 + CC2420 和 SoC CC2430的ZigBee 软件栈 Z-Stack。Z-Stack 完全符合 ZigBee 标准，并提供了许多灵活的用户可选选项。

　　结论

　　ZigBee 是一种基于开放性全球标准、针对低功耗、无线网络化监控及控制产品的标准。该标准凭借经过测试的软硬件确保了快速的开发时间。厂商互操作性是符合 ZigBee 标准的产品的另一个优势。现在开始供应 ZigBee 硬件和软件。