基于CC2530的Zigbee網(wǎng)絡節(jié)點設計

1 引言

基于zigbee技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡適用于網(wǎng)點多、體積小、數(shù)據(jù)量小，傳輸可靠、低功耗等場合，在環(huán)境監(jiān)測、無線抄表、智能小區(qū)、工業(yè)控制等領(lǐng)域已取得一席之地[1]。同時，zigbee規(guī)范與協(xié)議日臻完善[2]。從zigbee1.0、zigbee1.1到目前最新的zigbee2007/pro，zigbee協(xié)議規(guī)范的演進對硬件系統(tǒng)提出了更高的要求[3]。

2 設計要求

2.1 zigbee網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)

從網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)上看，zigbee網(wǎng)絡有星形，樹形，網(wǎng)狀3種模式，按照網(wǎng)絡節(jié)點功能劃分可分為終端節(jié)點(ep)、路由器節(jié)點(rp)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(cp)3種[2]。其組織結(jié)構(gòu)如圖1示。

圖1 zigbee網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)

其中，協(xié)調(diào)器節(jié)點負責發(fā)起并維護一個無線網(wǎng)絡，識別網(wǎng)絡中的設備加入網(wǎng)絡；路由器節(jié)點支撐網(wǎng)絡鏈路結(jié)構(gòu)，完成數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)；終端節(jié)點是網(wǎng)絡的感知者和執(zhí)行者，負責數(shù)據(jù)采集和可執(zhí)行的網(wǎng)絡動作[2]。這就要求zigbee網(wǎng)絡節(jié)點需扮演終端感知者、網(wǎng)絡支持者、網(wǎng)絡協(xié)調(diào)者3種角色。

從功能上，zigbee節(jié)點應由微控制器模塊、存儲器、無線收發(fā)模塊、電源模塊和其它外設功能模塊組成。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 zigbee網(wǎng)絡節(jié)點模塊圖

其中，包括dma、usart模塊、定時器模塊、a/d模塊在內(nèi)的豐富的外設功能來滿足網(wǎng)絡對硬件資源的需求，存儲器模塊完成協(xié)議棧的存儲與執(zhí)行，cpu實現(xiàn)數(shù)據(jù)的運算與處理，mac定時器用于實現(xiàn)網(wǎng)絡同步，使用aes技術(shù)對信息進行加密，無線模塊完成收據(jù)的收發(fā)與信息幀控制。