ZigBee无线技术入门的诀窍

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ZigBee无线技术百花争艳
ZigBee是一种崭新的，专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术。是目前嵌入式应用的一个大热点。

   Zigbee的特点主要有以下几个方面：
1)低功耗。在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6~24个月，甚至更长。这是ZigBee的突出优势。相比较，蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。
2)低成本。通过大幅简化协议（不到蓝牙的1/10），降低了对通信控制器的要求，按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码，而且ZigBee免协议专利费。
3)低速率。ZigBee工作在250kbps的通讯速率，满足低速率传输数据的应用需求。
4)近距离。传输范围一般介于10～100m之间，在增加RF发射功率后，亦可增加到1~3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。
5)短时延。ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3~10 s、WiFi需要3 s。
6)高容量。ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。
7)高安全。ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。
8)免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗2.4GHz(全球) (ISM)频段。

正是这些全新的特点，将使ZIGBEE技术将在无线数传，无线传感器网络，无线实时定位，射频识别，数字家庭，安全监视，无线键盘，无线遥控器，无线抄表，汽车电子，医疗电子,工业自动化等方面得到非常广阔的应用，目前有个口号”WIRELESS ANY WHERE”，要实现这个口号的目标，ZigBee技术的广泛应用，可能是一个重要的前提。
正是因为ZigBee这个蜜蜂，具有广阔的市场前景,所以引来了全球众多厂商的青睐， 纷纷推出各种ZigBee无线芯片，无线单片机，ZigBee开发系统，形成了百花争艳的市场局面。这种局面，对应降低芯片价格，丰富ZigBee技术的应用软件，加快ZigBee技术普及，是大有好处的事情。但对于刚刚起步开始学习ZigBee技术的电子工程师、单片机工程师而言，
如何在这众多的芯片和技术中，选一个高效率，低价格的ZigBee无线技术和相关的学习环境，使自己能快速入门和精通复杂的ZigBee无线技术，确成为了一个难题。许多电子工程师感到无从下手。本文提出了一些实用的建议，希望对电子工程师，单片机工程师快速入门ZigBee技术有所帮助。

第1步:选择自己熟悉的微控制器
由于ZigBee技术是目前嵌入式应用的大热门。所以目前全世界很多公司陆续投入这个市场，市场上各种ZIGBEE的技术方案五花八门，争奇斗艳，但俗话说”外行看热闹，内行看门道”。以专家的眼光看，每个方案的提供商，无不追求一个”利”字，芯片公司为了推销自己的微处理器，推销给用户不同的微处理器(MCU)，不同公司的硬件平台，不同的编译调试系统。这对应初次进入无线领域的工程师而言，既要面对复杂的ZigBee无线通讯协议，超高频的硬件环境，再加上完全陌生的指令系统，硬件平台。无疑对学习ZigBee是”雪上加霜”。
建议的解决的之道是选择8051 微处理器为ZigBee的核心MCU，8051微处理器诞生30多年。目前在国内最为普及，大学中专，都有广泛的课程，各种参考书，到处都有，开发软件KEIL， IAR早已被大家熟悉，用起来最顺手。
有言论说8051”老了”，怕不能担当此重任，也有言论说8051会产生数字噪声，影响无线通讯…以专家的眼光看，这些都是没有科学依据的说法。随着芯片科技的发展，今天的8051早已经脱胎换骨，只是片上系统(SoC)的一小部分。而且在低功耗，高速度，低噪声等方面，有了质的飞跃。拿TI/CHIPCON公司最新的ZigBee单片机CC2430/CC2431为例，其8051内核经过特别设计，可以和2.4GHZ的ZIGBEE无线收发电路完美的配合工作，绝不会因为其8051内核的高速运行而对高频无线通讯有任何影响。
从8051入手,入门ZIGBEE技术,好处如下:
    1)无需重新学习微处理器结构原理,无需重新熟悉编译/调试工具。
    2)对片上系统的I/O, 定时器,A/D, PWM, 看门狗等等,也无需重新学习。
    3)如果你没有单片机的基础,学起来也非常容易,也容易找到人请教,交流。
从技术眼光看，ZIGBEE技术的核心是软件，如果MCU是8051，则ZigBee是由C51代码组成的一堆软件而已。无论是无线数据传输，路由算法，网络拓扑…都是各种函数的组合，代码组合。如果你熟悉C51编程，你就很容易熟悉ZigBee的代码，同时将自己的应用代码和ZigBee结合在一起。
从硬件而言,如果你已经熟悉8051，学习ZigBee最好从片上系统(无线单片机)开始进入。因为对于初学无线的工程师而言，从无线单片机开始，可以避开硬件/高频方面的很多难点(像CC2430/CC2431/CC1110/CC2510无线部分完全集成在芯片中，外部只有很少几只零件，你几乎完全不需要考虑如何焊接，如何调试无线高频部分硬件)