一種ZigBee網絡的設計與實現
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網絡協調者的硬件結構框圖如圖4所示。主要由MCU CF5213及支撐電路和外部模塊組成。CF5213的支撐電路包括電源電路，晶振電路和復位電路。串行通信接口主要用來進行通訊和配置數據的設置，而液晶模塊則用來實時反映協調者當前的網絡狀態。射頻通信模塊則負責網絡協調者與網絡終端節點及其它網絡協調者的無線通信。
網絡協調者的MCU是32位的Coldfire5213。CF5213具有多種低功耗模式，成本十分低廉，用于價格比較敏感的低端控制場合。它帶有MAC單元的V2核，CPU在80MHz的工作頻率下達到66MIPS；32K字節的片上SRAM，256K字節的片上FLASH；12位精度的ADC模塊；帶有緩沖隊列的SPI模塊；支持最多達63個中斷源的中斷控制器；具有方便的背景調試模塊；另外它還有豐富的第三方RTOS支持。本文引用地址：http://www.104case.com/article/188855.htm
CF5213和射頻通信模塊中MC13192的接口電路與終端節點的MCU和MC13192的接口電路類似，只需將通用I/O端口做相應的修改即可，在此不再細述。
4.3 射頻電路
射頻芯片MC13192的支撐電路包括電源電路，濾波電路和晶振電路，其邏輯連接如圖5。VBATT和VDDINT是電源輸入引腳，MC13192的正常工作電壓為2.0-3.6V。VDDA，VDDLO1和VDDLO2為經過整流的模擬電壓。VDD為經過內部整流的數字電壓。VDDVCO為VCO電路供電。XTAL1和XTAL2外接16MHz的專用于2.4GHz射頻電路的晶振。
5 軟件結構
如圖6所示，軟件設計分為三層：系統平臺層、協議層和應用層，為此定義了3個API接口：HW-API、SYS-API和PS-API。HW-API定義了硬件的寄存器映射，這樣就能通過直接訪問硬件寄存器來控制硬件。系統平臺層通過SYS-API接口來給協議層提供服務。應用層通過PS-API來調用協議層提供的服務。
系統平臺層建立在μC/OS-II實時操作系統上，為協議層提供系統服務。一般來說，由于ZigBee網絡終端節點要求很強的成本控制，可以不使用RTOS。而對于網絡協調者，由于協議本身的復雜性增加，而且微控制器有足夠的性能來支持RTOS，需要使用RTOS 。雖然終端設備可以無RTOS工作，但考慮到GT60有足夠豐富的資源，為了設計的統一性，避免在兩個平臺切換，本方案中統一使用了免費的RTOS μC/OS-II。μC/OS-II是一個完整的，可移植、固化、裁剪的占先式實時多任務內核，在V2.52版本之前，是免費的（非商業用途）且源代碼公開，提供了實時系統的基本功能。
系統平臺層本身又分為二個模塊：DBM和HWD。DBM主要實現一個基于FLASH的小型數據庫，用來存儲IEEE 802.15.4的PHY層、MAC層和ZigBee的NWK層的屬性數據。HWD模塊提供硬件驅動程序，包括了MCU的寄存器訪問接口、 MCU和MC13192的SPI通信以及MC13192的驅動，所有對硬件的控制都通過該模塊提供的服務。
協議層則實現了基于802.15.4的物理層和鏈路層以及基于ZigBee的網絡層協議。應用層通過PS-API來調用協議層提供的服務，實現網絡的管理和數據傳輸等任務。應用配置模塊既會調用協議層提供的網絡服務，也會直接對系統進行配置和查詢，該模塊會調用PS-API和SYS-API提供的服務。
6 結束語
本文選擇IEEE 工作組為低速個人無線網制定的802.15.4為切入點，配合ZigBee的網絡層規范，構建無線傳感器網絡。本文作者的創新點在于采用Freescale公司新推出的ZigBee芯片MC13192和超低功耗控制器MC9S98GT60、CF5213，實現了硬件和軟件的一體化設計，為進行無線傳感器網絡的研究提供一個良好的起點。實驗表明，該方案具有良好的可靠性和通信速率，同時，良好的性能價格結合點使其具有廣闊的市場推廣前景。
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