如何實(shí)現(xiàn)將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)升級到ZigBee PRO

一、ZigBee 技術(shù)日趨完善

　　ZigBee技術(shù)是一種工作在900MHZ和2.4GHZ頻段的新興無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有中等通訊距離 (10米到數(shù)百米)，比較靈活經(jīng)濟(jì)的通訊速率(40Kbps到250Kbps)，并且有星狀，網(wǎng)狀(MESH)，樹狀等多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，低的功耗等特點(diǎn)，所以在當(dāng)今無線通訊技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，占用重要的一席之地，圖一描述了以監(jiān)視和控制為主要應(yīng)用方向的ZigBee技術(shù)，在當(dāng)今新興無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的位置。

 
圖1 ZigBee在新興無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的位置

　　ZigBee技術(shù)誕生后，經(jīng)歷了一個(gè)不斷完善的成長過程，其核心技術(shù)是軟件協(xié)議棧，從2004年2月的第一個(gè)版本ZigBee 2004，到2007年開發(fā)完成的ZigBee 2007，ZigBee PRO，歷時(shí)4年，不斷完善和不斷改進(jìn)，在網(wǎng)絡(luò)可靠性，網(wǎng)絡(luò)容量，低功耗，抗干擾等多個(gè)方面，技術(shù)日趨完善。

 
圖2是ZigBee協(xié)議棧升級的歷史

　　與ZigBee 2004、ZigBee 2006相比較，ZigBee 2007/pro進(jìn)行了如下技術(shù)上的完善和改進(jìn)：

　　ZigBee 2007/pro 是工業(yè)級和商業(yè)級協(xié)議棧

　　ZigBee 2007/pro 適合于大型網(wǎng)絡(luò)(超過1000個(gè)節(jié)點(diǎn)的大型無線傳感器網(wǎng)絡(luò))

　　ZigBee 2007/pro 改進(jìn)了路由方式，是路由更加可靠，路由表格更加節(jié)省內(nèi)存。

　　ZigBee 2007/pro 增加了高級跳頻技術(shù)，具有超強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力。

　　ZigBee 2007/pro 可以分包傳輸長數(shù)據(jù)包。

　　ZigBee 2007/pro 提供商業(yè)級的加密通訊。

　　ZigBee-2007 規(guī)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(xié)議棧模式(Stack Profile 1) 是2006發(fā)布，目標(biāo)是消費(fèi)電子產(chǎn)品和燈光商業(yè)應(yīng)用環(huán)境，設(shè)計(jì)簡單，使用在少于300個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。

　　ZigBee PRO協(xié)議棧模式 (Stack Profile 2) 發(fā)布在 2007年目標(biāo)是商業(yè)和工業(yè)環(huán)境，支持大型網(wǎng)絡(luò)，1000個(gè)以上網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，相應(yīng)更好的安全性。

 
圖3是ZigBee 2007協(xié)議棧的新結(jié)構(gòu)

升級到ZigBee 2007/PRO對無線單片機(jī)的硬件要求

　　ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的基本部件包括協(xié)調(diào)者(coordinator )路由器(router) 和終端節(jié)點(diǎn)( end device)，這些基本部件的核心都是一個(gè)完整的，具有IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)無線收發(fā)器和微處理器(單片機(jī))的片上系統(tǒng)SoC(也稱為無線單片機(jī))，由于ZigBee 2007和ZigBee RO軟件協(xié)議棧比較復(fù)雜，需要較大的內(nèi)存空間和較大的運(yùn)算處理能力，所以，需要無線單片機(jī)具有這樣的能力，才能升級到ZigBee 2007/PRO協(xié)議棧，表一是部分可以升級到ZigBee2007/PRO的無線單片機(jī)系統(tǒng)。

 

　　目前市場上的一些無線單片機(jī)由于設(shè)計(jì)定位和推出時(shí)間等原因，不能升級到ZigBee 2007和ZigBee PRO ， 對于8051內(nèi)核的8位無線單片機(jī)，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(nèi)核的ZIC2410 無線單片機(jī)，內(nèi)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(tǒng)，由于缺乏TI和FREESCAL公司的支持，也很難很快升級到ZigBee PRO協(xié)議棧。