2023年zigbee学习笔记.docx
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1、关于ZlGBEE技术Zigbee的由来在蓝牙技术的使用过程中,人们发现蓝牙技术尽管有许多优点,但仍存在许多缺陷。对工业,家庭自动化控制和遥测遥控领域而言,蓝牙技术显得太复杂,功耗大,距离近,组网规模太小等,而工业自动化对无线通信的需求越来越强烈。正因此,通过人们长期努力,Zigbee协议在2023年中通过后,于2023正式问世了。Zigbee是什么Zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台,十分类似现有的移动通信的CDMA网或GSM网,每一个Zigbee网络数传模块类似移动网络的一个基站,在整个网络范围内,它们之间可以进行互相通信;每个网络节点间的距离可以从标
2、准的75米,到扩展后的几百米,甚至几公里;此外整个Zigbee网络还可以与现有的其它的各种网络连接。例如,你可以通过互联网在北京监控云南某地的一个Zigbee控制网络。不同的是,Zigbee网络重要是为自动化控制数据传输而建立,而移动通信网重要是为语音通信而建立;每个移动基站价值一般都在百万元人民币以上,而每个Zigbee“基站”却不到1000元人民币;每个Zigbee网络节点不仅自身可以与监控对对象,例如传感器连接直接进行数据采集和监控,它还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料;除此之外,每一个Zigbee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内,和多个不承担网络信息中转任务的孤立的
3、子节点(RFD)无线连接。每个Zigbee网络节点(FFD和RFD)可以可支持多到31个的传感器和受控设备,每一个传感器和受控设备终可以有8种不同的接口方式。可以采集和传输数字量和模拟量。Zigbee技术的应用领域Zigbee技术的目的就是针对工业,家庭自动化,遥测遥控,汽车自动化、农业自动化和医疗护理等,例如灯光自动化控制,传感器的无线数据采集和监控,油田,电力,矿山和物流管理等应用领域。此外它还可以对局部区域内移动目的例如城市中的车辆进行定位.通常,符合如下条件之一的应用,就可以考虑采用Zigbee技术做无线传输:1 .需要数据采集或监控的网点多;2 .规定传输的数据量不大,而规定设备成本
4、低;3 .规定数据传输可性高,安全性高;4 .设备体积很小,不便放置较大的充电电池或者电源模块;5 .电池供电;6 .地形复杂,监测点多,需要较大的网络覆盖;7 .现有移动网络的覆盖盲区;8 .使用现存移动网络进行低数据量传输的遥测遥控系统。9 .使用GPS效果差,或成本太高的局部区域移动目的的定位应用。Zigbee技术的特点省电:两节五号电池支持长达6个月到2年左右的使用时间。可靠:采用了碰撞避免机制,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避免了发送数据时的竞争和冲突;节点模块之间具有自动动态组网的功能,信息在整个Zigbee网络中通过自动路由的方式进行传输,从而保证了信息传输的可靠性
5、。时延短:针对时延敏感的应用做了优化,通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。网络容量大:可支持达65OOO个节点。安全:ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能,加密算法采用通用的AES-128o高保密性:64位出厂编号和支持AES-I28加密。Zigbee的发展前景Zigbee技术和RFID技术在2023年就被列为当今世界发展最快,市场前景最广阔的十大最新技术中的两个。关于这方面的报道,你只需在百度,或GOOGLE搜索栏中键入“Zigbee”,你就会看到大量的有关报道。总之,此后若干年,都将是Zigbee技术飞速发展的时期。Zigbee技术在我国的应用情况尽管,国内不少人已经开始关注Zi
6、gbee这们新技术,并且也有不少单位开始涉足Zigbee技术的开发工作,然而,由于Zigbee自身是一种新的系统集成技术,应用软件的开发必须和网络传输,射频技术和底层软硬件控制技术结合在一起。因而进一步理解这个来自国外的新技术,再组织一个在这几个方面都有丰富经验的配套的队伍,自身就不是一件容易的事情,因而,到目前为止,国内目前除了成都西谷曙光数字技术有限公司,真正将Zigbee技术开发成产品,并成功地用于解决几个领域的实际生产问题而外,尚未见到其它报道。Zigbee和现有移动网(GPRS,CDMA-IX)的比较1 .无网络使用费:使用移动网需要长期支付网络使用费,并且是按节点终端的数量计算的,
7、而Zigbee没有这笔费用;2 .设备投入低:使用移动网需要购买移动终端设备,每个终端的价格在人民币100O元上下,而使用Zigbee网络,不仅Zigbee网络节点模块(相称于基站)费用每只人民币不到100O元,并且,重要使用的网络子节点(相称于手机)的价格还要低得多;3 .通信更可靠:由于现有移动网重要是为手机通信而设计的,尽管CDMA-IX和GPRS可以进行数据通信,但实践发现,不仅通信数率比设计速率低很多,并且数据通信的可靠信也存在一定的问题。而Zigbee网络则是专门为控制数据的传输而设计的,因而控制数据的传输具有相称的保证。4 .高度的灵活性和低成本:一方面,通过使用覆盖距离不同,功
8、能不同的Zigbee网络节点,以及其它非Zigbee系统的低成本的无线收发模块,建立起一个Zigbee局部自动化控制网,(这个网络可以是星型,树状,网状及其共同组成的复合网结构)再通过互联网或移动网与远端的计算机相连,从而实现低成本,高效率的工业自动化遥测遥控;5 .比起现有的移动网来,尽管Zigbee仅仅只是一个局域网,覆盖区域有限,但它却可以与现有的移动网,互联网和其它通信网络相连接,将许多Zigbee局域网互相连成为一个整体。有效的解决移动网的盲区覆盖问题:我们知道,现有移动网络在许多地方存在盲区,特别是铁路,公路,油田,矿山等野外,更是如此。而增长一个移动基站或直放站的费用是相称可观的
9、,此时使用Zigbee网络进行盲区覆盖不仅经济有效,并且往往是现在唯一可行手段。Zigbee与现有数传电台的比较1 .可靠性高:由于Zigbee模块的集成度远比一般数传电台高,分离元器件少,因而可靠性更高;2 .使用方便安全:由于集成度高,比起一般数传电台来,Zigbee收法模块体积可以做得很小,并且功耗低,例如成都西谷公司远距离传输模块(2-5公里),最大发射电流比一个CDMA手机还要小许多,因而很容易集成或直接安放在到设备之中,不仅使用方便,并且在户外使用时,不容易受到破坏;3 .抗干扰力强,保密性好,误码率低:Zigbee收发模块使用的是2.4G直序扩频技术,比起一般FSK,ASK和跳频
10、的数传电台来,具有更好的抗干扰能力,和更远的传输距离;参阅我们网站中有关CDMA直序扩频技术的优越性讨论,和CyPreSS公司有关实验报道。4 .免费频段:Zigbee使用的是免费频段,而许多数传电台所使用的频段不仅需要申请,并且每年都需要向国家无委会交纳相称的频率使用费。5 .价格低:Zigbee数传模块的价格只有具有类似功能的数传电台的几分之一;(2.4G250kps,35公里距离DSSS数传模块每只不到200元人民币)提供低成本,高可靠性的无线数传互联网平台(涉及软件和硬件),以及相关技术支持,以满足不同客户的具体需要,就是我们的服务宗旨。学习ZstackZ1ZStaCk情况:本人采用的
11、是Tl的ZStackl.4.3协议,据说这个需要IAR7.3OB及以上版本,而目前市面上又没有破解,所以用的人很少,这也是我的机会!呵呵!(傻笑有点多,关键是WoRD里没有表情符号,不能正常表达我此时的心情!)正式开始:开始之前在说一句:从Tl网站上下载的ZStack的方法就不介绍了。否则就是从-1开始了而不是从0开始了一-一一我是这么觉得的!第一步:安装ZStack从TI官方网站上下载的Zstack为:SWrc072c.ziP,我想这个压缩包大家都结识。解压之后为:ZStaCk-CC243O1.4.3.exe文献。这个安装文献大家都会了。默认安装途径为:C:TexasInstrumerits
12、ZStack-1.4.3o安装之后在C:TexasInstrumentsXZStack-1.4.3目录下有各PDF文档为:GettingStartedGuideCC2430.pdf,不用多说,这个肯定是要看的。既然把它放到这么前面,说明它是入门中的入门文档。下面就简朴介绍下这个文档:1、介绍了安装ZStack-CC2430-1.4.3.exe需要的硬件软件条件:需要电脑、操作系统为WindOws2023或WindowsXPo至于更高或更低版本的本人没有尝试。2a、讲了安装流程。这个有点多余了,这年月哪个有电脑的没有安装上百上千次的软件啊?但是需要强调的是安装途径-一默认就好!3、接下来就是让我
13、们看的第一个文档为:AStart-ProgramsTeasInstrGuide,uments-ZStack-1.4.3-Z-StackUser,s既然让我看我就来看看这个文档!第二步:Z-StaCk用户指导这个文档的更新时间为:2023年12月21日-应当还是比较新的版本。由于本人英文的却有限,就不翻译了,浏览一遍,把大约意思说下就可以了:41、介绍1M1、合用范围本文档合用于CC2430ZigBee开发板-CC243OZDKo2、产品包描述(Tl提供的CC2430ZDK工具包)2.1、安装包内容A这个就是上面提到的的ZStaCkCC2430-1.4.3.eXe安装之后的所有内容了。说白了就是
14、包含ZStaCk开发所需要的所有软件和文档资料等。a2.2、开发板介绍A两块SmartRF04EB评估版,每个都可以用于CC2430EM评估模块。如图1-1所示:CC2430EMFigure1:ChipconSmartRF04EBEvaIuationBoardwithCC2430EMa5块CC2430DB评估板,如图1-2所AFi g ure 2: C h i peon C C 2 430 D B Dev e 1 opm e nt B OardIA O 个SOC_BB评估板,每个都可以用于CC2430EM或CC2431EM。如图13所Figure3:ChipconSOC_BBBatteryBo
15、ard2.3、电缆A也就是包含开发包所需要的电缆,如RS232串口线,USB线等等附属配件。3a、安装配置31、主机配置一台个人计算机-也就是电脑哈。我想玩嵌入式的应当都有,而现今但是时的配置就可以:下面是最低配置a.NET1.1架构WindowsXPServicePack1(i假如是WindoWSXP)Al个串口(也就是RS232接口)SIAUSB接口个人认为规定已经相称低了,假如你的电脑没有这配置,个人强烈建议立即扔掉!但是如今笔记本电脑很少有串口的,所以建议使用台式电脑,并且装机的时候一定要把串口引出,否则就比较麻烦了!3.2、目的板需求其实也是开发环境需求IAREW8051o目前需要的
16、版本为7.3OB及以上。规定还是比较高的,由于目前这个版本没有破解的。但是在上有3O天评估版下载。这个版本使用一定要小心,由于假如30天之后仅仅是卸载IAR重新安装是没有用的,一般最笨的办法是重新安装操作系统。解决这个问题最佳的办法就是买正版,呵呵,我想绝大多数像我这样的中国人都不会买的。除此之外最佳的办法就是破解,但是目前这个破解很少,都是需要收费的,并且都是国外网站才有,所以我们就只好盼望中国的高人抓紧破解并公开了!当然其他解决办法就相对来说很多了,比如安装后弄个还原点什么的;或者安装后我不断地使用(天天24小时),30天之后我觉得你也学会了,就不用IAR这个版本了,说不定就移植到低版本上
17、去了;等等类似之法我觉得都可以的。本人采用的是本办法中相对比较聪明的,也是一位高人告诉我的:装个虚拟操作系统,在虚拟操作系统下时间可以随时更改,让它一直停留在某个时间,重要30天的试用就比较慢长了,只要你不要忘掉改那时间。4、产品安装过程4.1、安装Z-StaCk这个也就是安装ZStack-CC2430-l.4.3.exe的过程。a4.2、IAR安装一般来说安装选择默认途径,但是自定义途径也不会出问题的。注意IAR版本7.30B及以上版本才可以运营1.4.3协议。4.3、设备IEEE地址每个CC2430DB,CC2430EM,和CC2431EM都已经排列了一个唯一的64位物理地址(IEEE地址
18、),这个地址已经写到了CC2430内部FLASH里面,在CC2430DB,CC2430EM,和CC243IEM板的底部有这个地址标签。这个地址被写入到FLASH的OXIFFF8地址中,注意这个地址也可以更改的,通过些FLASH软件L般OXFFFFFFFFFFFFFFFF地址被认为是无效地址。5配置并试用ZStack5. 1、配置 Z-StaC这 个k5.35.2、 逻辑类型这里重要是介绍了ZlGBEE协议中的三种设备类型:AZigBee协调者(ZC):这个设备被配置为初始化并建立一个PAN网络ZigBee路由器(ZR):该设备被配置为加入一个存在的网络,可以加入一个协调求或路由器,然后允许其他
19、设备加入它,在网络中路有数据信息。ZigBee终端节点(ZED):该设备被配置为加入一个存在的网络,可以加入一个协调求或路由器。5.3、建立样品应用设备:SamPIeAPPA基本上就是采用SamPIeAPP应用中的Demo例子来演示整个流程,就是采用一个协调器和一个或多个路由器来形成一个ZigBee网络演示。在该例子中重要通过SmartRF04EB板上的某些跳线来完毕设备类型的选型,当然这个方法在程序中是需要判断哪个按键被拉低或拉高,对于做个设计的来说应当是相称好理解的。申明:由于本人很穷,所以没钱买Tl原装开发包,当然也就没有上面提到的硬件,本人采用的是某家公司(为了避免广告,这里就不说明了
20、)的硬件系统。5.4、建立一个SamPIeLight协调器设备至于提到的硬件连接这里一律省略。无疑:一方面要打开相应工程,如图14所示:CC243ODBBE图14在工作窗口中选择DemoEB,如图15所示图1-5a然后选择工程菜单(ProjeCt)下的所有编译(RebuildAll)选项,如1-.XIAREmbeddedWorkbenchIDEFileEditViewToolsWindowHelp口aErAddFiles.SWomupcAddGroup.IDemoEBImportFileList.FilesEditConfigurations,.EJIElSampIeAp.-0AppHaLJH
21、AL-UMAC-CJMT-SDNWK-SDOSALHsLjProfiIe|S口Security-LServices|SCToolsH三zdo|口ZMacRemoveCreateNeWProject.AddExistingProject.Options.Alt+F7SourceCodeControlMakeCompileF7Ctrl+F7l-SOZM&inJsUJOutputRebuildAllCleanBatchbuild.F81-6然后选择工程菜单(P rOject)下的调试(DebUg)选项,如图1-7所XIAREmbeddedWorkbenchIDE0&cfirAddFiles.AddG
- 配套讲稿:
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- 2023 zigbee 学习 笔记
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