經濟型低功率ZigBee無線解決方案
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ZigBee無線技術和IEEE802.15.4能為功率受制約的無線應用提供所需的成本、性能和可靠性要求。由于ZigBee的技術優點和商業潛能，它已獲得廣泛的業內支持。
ZigBee無線技術和IEEE802.15.4標準
ZigBee適合于大量的應用，包括工業監視和控制、家庭和建筑物自動化、傳感器網絡、醫療和汽車方案。ZigBee無線技術構建在IEEE 802.15.4標準上(圖1)，專門設計能提供經濟、標準化和靈活無線網絡，為低到中等數據率控制和監視應用提供低功耗、可靠性、彼此協作性和安全性支持。
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ZigBee無線技術于2004年12月批準，2005年6月公布有效。它規定IEEE 802.15.4 PHY和MAC層上的網絡、安全和應用層。ZigBee Alliance 也提供互操作性和一致性測試規范。ZigBee網絡層擔負設備發現和網絡配置，并支持三種網絡拓撲(星，樹和網狀)。
IEEE 802.15.4 標準于2003年5月批準，它規定在868MHz(歐洲)、915MHz(美國)和2.4GHz(世界范圍)ISM頻段的物理(PHY)和媒體訪問控制(MAC)層，使其能在區域或全球推廣應用。空中接口是采用BPSK(868 /915 MHY PHY)和O-QPSK(2.4GHz PHY)的DSSS(直接序列散布頻譜)。868/915 MHz PHY和2.4GHz PHY 的數據率分別是20/40 kb/s和250kb/s
IEEE 802.15.4 MAC子層用CSMA-CA方法控制到無線信道的訪問和處理網絡分離和MAC層安全(AES-128加密基)。它也擔負經數據分組、幀確認和網絡同步確認和重新傳輸的流量控制并支持魯棒鏈路工作的上層。IEEE802.15.4標準采用64位IEEE和16位短地址，理論上支持超過每個網絡65000節點。
靠有效規模可以實現低成本ZigBee方案，這是因為IEEE802.15.4性能指標已集中在高集成和低成本、低功率硅(CMOS)方案的開發上。
ZigBee/IEEE 802.15.4 技術具有低功率工作特性。功率節省特性包括：
- 非常低占空比工作；
- 嚴格的電源管理；
- 低的傳輸額外損耗；
- 相當低的傳輸輸出功率；
- 高效率功率放大器設計的恒定包絡調制；
- 具有低信噪要求的調制方法；
- 相當放寬的信道間距和屏蔽要求。
硅集成方案
系統設計幾個可選擇方案可針系統設計幾個可選擇方案可針對各種各樣的未端用戶應用、元件愛好和已有的設計平臺。
一種方案是依賴于集成無線收發器(提供PHY功能，某些情況下，選擇MAC的1小部分)和包含MAC、網絡、應用層的微控制器(MCU)的組合(見圖2)。在這種方法中可縮放和易于修改的ZigBee系統實現可以滿足寬范圍的應用。在這樣分配下，可以選擇RF收發器和MCU完全地適合應用要求和以前的設計經驗或已有的硬件/軟件平臺。
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實現真正的SoC方案，即集成所有工作功能(如無線收發器，數據處理單元，存儲器和用戶應用功能)在單片硅片上，具有功能、成本和上市快的顯著優越性。實現較低功率下的高性能是由于專用片上功能的內部配合的最小化開銷。最小的系統BOM、更小的占位空間和更少的元件、更簡單的組裝和測試以及容易和可靠的設計得到低制造成本和快上市的特點。
結語
基于低功率無線網絡的應用除了巨大的商業潛能外，在私人和公用環境中具有增加安全和方便性的能力。ZigBee對經濟的低功率無線方案具有技術性能和工業支持。ZigBee系統設計可依賴于IEEE 802.15.4 /ZigBee定制的無線收發器、微控制器和SoC器件。
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