如何實現將無線傳感器網絡升級到ZigBee PRO

一、ZigBee 技術日趨完善

　　ZigBee技術是一種工作在900MHZ和2.4GHZ頻段的新興無線網絡技術，具有中等通訊距離 (10米到數百米)，比較靈活經濟的通訊速率(40Kbps到250Kbps)，并且有星狀，網狀(MESH)，樹狀等多種網絡拓撲，低的功耗等特點，所以在當今無線通訊技術和無線網絡技術領域，占用重要的一席之地，圖一描述了以監視和控制為主要應用方向的ZigBee技術，在當今新興無線網絡技術中的位置。

 
圖1 ZigBee在新興無線網絡技術中的位置

　　ZigBee技術誕生后，經歷了一個不斷完善的成長過程，其核心技術是軟件協議棧，從2004年2月的第一個版本ZigBee 2004，到2007年開發完成的ZigBee 2007，ZigBee PRO，歷時4年，不斷完善和不斷改進，在網絡可靠性，網絡容量，低功耗，抗干擾等多個方面，技術日趨完善。

 
圖2是ZigBee協議棧升級的歷史

　　與ZigBee 2004、ZigBee 2006相比較，ZigBee 2007/pro進行了如下技術上的完善和改進：

　　ZigBee 2007/pro 是工業級和商業級協議棧

　　ZigBee 2007/pro 適合于大型網絡(超過1000個節點的大型無線傳感器網絡)

　　ZigBee 2007/pro 改進了路由方式，是路由更加可靠，路由表格更加節省內存。

　　ZigBee 2007/pro 增加了高級跳頻技術，具有超強網絡抗干擾能力。

　　ZigBee 2007/pro 可以分包傳輸長數據包。

　　ZigBee 2007/pro 提供商業級的加密通訊。

　　ZigBee-2007 規范定于了兩套高級的功能指令集( feature set)：分別是ZigBee 功能命令集和ZigBee PRO 功能命令集。(ZigBee 2004和2006都沒有和不兼容這兩套新的命令集)。

　　ZigBee 協議棧模式(Stack Profile 1) 是2006發布，目標是消費電子產品和燈光商業應用環境，設計簡單，使用在少于300個節點的網絡。

　　ZigBee PRO協議棧模式 (Stack Profile 2) 發布在 2007年目標是商業和工業環境，支持大型網絡，1000個以上網絡節點，相應更好的安全性。

 
圖3是ZigBee 2007協議棧的新結構

升級到ZigBee 2007/PRO對無線單片機的硬件要求

　　ZigBee無線網絡的基本部件包括協調者(coordinator )路由器(router) 和終端節點( end device)，這些基本部件的核心都是一個完整的，具有IEEE802.15.4標準無線收發器和微處理器(單片機)的片上系統SoC(也稱為無線單片機)，由于ZigBee 2007和ZigBee RO軟件協議棧比較復雜，需要較大的內存空間和較大的運算處理能力，所以，需要無線單片機具有這樣的能力，才能升級到ZigBee 2007/PRO協議棧，表一是部分可以升級到ZigBee2007/PRO的無線單片機系統。

 

　　目前市場上的一些無線單片機由于設計定位和推出時間等原因，不能升級到ZigBee 2007和ZigBee PRO ， 對于8051內核的8位無線單片機，如果閃存少于128K，一般不能不能升級到ZigBee 2007 ( 例如CEL公司最近推出的具有8051內核的ZIC2410 無線單片機，內存只要96K， 所以不能升級到ZigBee 2007)， 另外采用TINY OS 和CC2420組成的系統，由于缺乏TI和FREESCAL公司的支持，也很難很快升級到ZigBee PRO協議棧。