轻松设计ZIGBEE应用系统

三、ZIGBEE应用系统设计的层次和实例

随着ZIGBEE技术和无线传感器网络技术不断向更加广阔的应用领域深入，如果是采用由浅入深的路径，大概顺序如下：

1、系统集成，在这个层次，主要是要掌握ZIGBEE技术的应用特征，例如系统可靠性和网络可靠性，通讯距离，抗干扰性能，低功耗性能等，使用标准产品和评估系统进行是比较好的进入点；
优点是：入门需要的时间短，几个小时或几天；
缺点是：系统灵活性可能不够，成本稍微高一些；

2、采用模块和自己的单片机系统组合设计，这要求对单片机技术比较熟悉，当然最好是采用自己熟悉的单片机，主要工作是熟悉ZIGBEE AT命令集，如何通过AT命令集来操作复杂的ZIGBEE无线网络，由于不需要分析无线协议栈代码和进行高频设计，用户可以将主要精力集中在自己的应用代码开发；
优点是：入门时间是一星期或更短；（如果能够使用带有驱动源代码的模块开发系统，还可以进一步缩短上手时间）；
缺点是：需要在模块后面，加上自己的微控制器，成本稍有增加；

3、采用模块或者直接使用ZIGBEE芯片进行自己的ZIGBEE应用系统设计；

如果不希望进行高频设计，可以从模块开始，直接使用TI等公司提供的ZIGBEE协议栈源代码和库文件，自己进行应用代码的编写，然后直接下载到模块进行调试，由于EZ-Lbee这样的通用，开放，开源模块的出现，使这种开发办法成为了可能。
当然，也可以自己直接采用CC2430/CC2431等芯片，使用ZIGBEE开发系统，进行设计；
优点是：可以实现单芯片化设计，最终产品成本最低；
缺点是：需要对软件和ZIGBEE协议栈进行消化和分析，也需要高频设计方面的知识和经验，需要的时间可能是数月或更长；

当然，我们也可以将上述过程看成一个对ZIGBEE技术逐步深入的过程的不同阶段，而这些阶段，也是一个入门和熟悉ZIGBEE技术的渐进过程。

下面，我们就以一个实际应用系统设计例子，来看看如何实现应用系统评估设计全过程：

应用实例：ZIGBEE无线温度传感器网络系统

主要功能： 对温湿度进行无线测量、监控、记录；

应用对象：高层字楼、医院、，成品库、醇化库、发酵库、储丝房、粮库、烟草库，温室大棚等，需要对温度，湿度进行监控，而且布线困难的应用。系统应用框图（ 图4）



图四 ZIGBEE无线温度传感器网络系统

应用系统的评估和开发过程：

评估： 采用评估系统，安装电池，安装PC监控应用软件，系统自动组网，PC软件显示出传感器节点传来的实时数据，10分钟内完成安装，可以方便进行通讯距离，可靠性等评估；

模块级别外置微控制器开发：

使用自己选择的微控制器接口 标准产品模块，采用ZIGBEE模块开放系统,在AT命令级别进行自己的软件开发，下面是外置8051和STM32两种ZIGBEE模块开发平台，软件支持KEIL 8051和STM32位平台。见图五



图五 外置8位和32位微控制器的ZIGBEE 模块开发系统

模块内部软件开发：

将模块从应用系统或者模块开发系统20脚插座取下来，直接插入C51RF－3－PK这样ZIGBEE开发系统的20脚插座，不需要任何硬件更改，就可以直接采用IAR等软件开发平台和TI免费ZIGBEE协议栈进行CC2430内部ZIGBEE协议栈和应用软件代码开发，包括编译，下载，调试等，实现单芯片，低成本的高级ZIGBEE应用；

从上面的这个例子我们可以看到，由于ZIGBEE芯片厂家和应用支持厂家大量推出各种标准产品和评估工具，开发系统，开放资源的模块和模块开发工具，免费ZIGBEE协议栈等，大大降低了ZIGBEE技术入门台阶，目前用户可以方便的根据自己的实际情况，确定进入和入门的方式，轻松开始ZIGBEE应用系统设计和轻松将ZIGBEE技术集成在自己的行业应用中。