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经济型低功率ZigBee无线解决方案

ZigBee无线技术和IEEE802.15.4能为功率受制约的无线应用提供所需的成本、性能和可靠性要求。由于ZigBee的技术优点和商业潜能,它已获得广泛的业内支持。

  ZigBee无线技能和IEEE802.15.4能为功率受限制的无线使用供给所需的本钱、功用和牢靠性要求。因为ZigBee的技能长处和商业潜能,它已取得广泛的业界支撑。

ZigBee无线技能和IEEE802.15.4规范

  ZigBee合适于很多的使用,包括工业监督和操控、家庭和建筑物自动化、传感器网络、医疗和轿车计划。ZigBee无线技能构建在IEEE 802.15.4规范上(图1),专门规划能供给经济、规范化和灵敏无线网络,为低到中等数据率操控和监督使用供给低功耗、牢靠性、互相协作性和安全性支撑。

  ZigBee无线技能于2004年12月同意,2005年6月发布有用。它规则IEEE 802.15.4 PHY和MAC层上的网络、安全和使用层。ZigBee Alliance 也供给互操作性和一致性测验规范。ZigBee网络层背负设备发现和网络装备,并支撑三种网络拓扑(星,树和网状)。

  IEEE 802.15.4 规范于2003年5月同意,它规则在868MHz(欧洲)、915MHz(美国)和2.4GHz(世界规模)ISM频段的物理(PHY)和媒体拜访操控(MAC)层,使其能在区域或全球推广使用。空中接口是选用BPSK(868 /915 MHY PHY)和O-QPSK(2.4GHz PHY)的DSSS(直接序列分布频谱)。868/915 MHz PHY和2.4GHz PHY 的数据率分别是20/40 kb/s和250kb/s

  IEEE 802.15.4 MAC子层用CSMA-CA办法操控到无线信道的拜访和处理网络别离和MAC层安全(AES-128加密基)。它也背负经数据分组、帧承认和网络同步承认和从头传输的流量操控并支撑鲁棒链路作业的上层。IEEE802.15.4规范选用64位IEEE和16位短地址,理论上支撑超越每个网络65000节点。

  靠有用规划可以完成低本钱ZigBee计划,这是因为IEEE802.15.4功用指标已会集在高集成和低本钱、低功率硅(CMOS)计划的开发上。

  ZigBee/IEEE 802.15.4 技能具有低功率作业特性。功率节约特性包括:

  • 十分低占空比作业;
  • 严厉的电源办理;
  • 低的传输额定损耗;
  • 适当低的传输输出功率;
  • 高效率功率放大器规划的稳定包络调制;
  • 具有低信噪要求的调制办法;
  • 适当放宽的信道距离和屏蔽要求。

硅集成计划

  体系规划几个可挑选计划可针体系规划几个可挑选计划可针对各式各样的未端用户使用、元件喜好和已有的规划渠道。

  一种计划是依赖于集成无线收发器(供给PHY功用,某些情况下,挑选MAC的1小部分)和包括MAC、网络、使用层的微操控器(MCU)的组合(见图2)。在这种办法中可缩放和易于修正的ZigBee体系完成可以满意宽规模的使用。在这样分配下,可以挑选RF收发器和MCU彻底地合适使用要求和曾经的规划经历或已有的硬件/软件渠道。

  很多ZigBee基无线用户使用将选用最佳规划的IEEE802.15.4依从的SoC硅器材,这可以下降使用体系本钱和规划复杂性,而不必统筹IEEE802.15.4 /ZigBee技能的技能指标。

  完成真实的SoC计划,即集成一切作业功用(如无线收发器,数据处理单元,存储器和用户使用功用)在单片硅片上,具有功用、本钱和上市快的明显优越性。完成较低功率下的高功用是因为专用片上功用的内部合作的最小化开支。最小的体系BOM、更小的占位空间和更少的元件、更简略的拼装和测验以及简单和牢靠的规划得到低制作本钱和快上市的特色。

结语

  根据低功率无线网络的使用除了巨大的商业潜能外,在私人和共用环境中具有添加安全和方便性的才能。ZigBee对经济的低功率无线计划具有技能功用和工业支撑。ZigBee体系规划可依赖于IEEE 802.15.4 /ZigBee定制的无线收发器、微操控器和SoC器材。

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