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- 如何選擇合適的無線傳感器技術
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2012/8/6
無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)的基本架構包括三部分，第一部分是無線收發(fā)芯片，其職責是將數(shù)字信息轉換為高頻無線信號傳送出去和將接收到的高頻無線信號恢復成數(shù)字信息。無線傳感器收發(fā)芯片而言，IEEE802.15.4能為無線傳感器應用提供最佳方案，這是因為IEEE802.15.4規(guī)范可能是主要且可能唯一的實用標準。目前全球有多家公司提供這方面的收發(fā)芯片。像TI公司的CC2420/CC2520等芯片都特別適用于鈕扣電池和低電能應用的低功耗特性。
實現(xiàn)一個典型的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點和路由器，可以采用多芯片方案，由一個無線收發(fā)芯片和一個微控制器(單片機)組成，微處理器可以采用低功耗的MSP430，無線芯片可以采用CC2520/CC2420等。
隨著技術不斷發(fā)展，已經(jīng)有越來越多的公司，將無線收發(fā)器芯片和微控制器和無線收發(fā)器做成了一個片上系統(tǒng)(SoC)，例如TI公司采用8051內(nèi)核的CC2430/CC2431等ZigBee無線單片機，隨著無線傳感器網(wǎng)絡對計算能力提高要求，最近Freescale公司也推出了ARM內(nèi)核的32位ZigBee無線單片機。使用這些SoC無線單片機設計無線傳感器網(wǎng)絡，將使無線傳感器節(jié)點具有更小的體積，更低的功耗和更低的價格;TI公司在國內(nèi)的技術合作伙伴無線龍科技公司等，也同時提供這些芯片，開發(fā)工具的相關技術支持。
無線傳感器網(wǎng)絡構架第二部分是運行于單片機或者無線單片機內(nèi)部的嵌入式軟件，也稱軟件協(xié)議棧(networkstack)，網(wǎng)絡堆棧有兩個職責。首先它必須要處理節(jié)點間的無線鏈接通信質(zhì)量的頻繁變化和環(huán)境因數(shù)對無線通訊造成的干擾，具有對網(wǎng)絡自組織，自恢復的能力;網(wǎng)絡堆棧的第二個職能是要具有很強的路由算法能力，確保信息可靠高效地通過各種網(wǎng)絡拓撲(星狀/網(wǎng)狀等等)從源節(jié)點(如果現(xiàn)有，可以通過成百上千路由節(jié)點)發(fā)送到目標節(jié)點。確保通訊的實時性要求。
ZigBee聯(lián)盟是由眾多技術供應商和開發(fā)商組成的獨立標準組織。也是目前世界是最大的，基于IEEE802.15.4平臺的網(wǎng)絡軟件協(xié)議棧標準提供聯(lián)盟。
該組織從ZigBee2004、ZigBee2006、ZigBee2007不斷發(fā)展，目前提供的兩個網(wǎng)絡棧是：ZigBee和ZigBeePRO。從使用角度看ZigBee堆棧很適合一般包含十到幾百個節(jié)點的小型網(wǎng)絡。而ZigBeePRO是ZigBee超集，它增加了一些功能，可對網(wǎng)絡進行擴展并更好地應對來自其他技術的無線干擾，而且可以適應更大型的網(wǎng)絡和具有更加可靠的路由通訊算法和無線通訊可靠性。
無線傳感器網(wǎng)絡構架第三部分應用軟件，這部分包括各種根據(jù)用戶現(xiàn)有開發(fā)的軟件代碼，這些代碼目前大部分是采用C語言來進行開發(fā)，可以之間以接口和API方式，調(diào)用軟件協(xié)議棧的功能。
在多種無線傳感器網(wǎng)絡技術中，我們認為采用802.15.4國際標準和ZigBee技術，作為我們設計無線傳感器系統(tǒng)的起步，有如下優(yōu)點：
兼容一個全球化的可靠的國際標準。
可以通過TI、Freescale這樣的大型芯片供應商。獲得穩(wěn)定的無線收發(fā)芯片和無線單片機來源，也可以獲得免費的ZigBee協(xié)議棧和相關源代碼，降低開放門檻。
能夠采用KEIL和IAR這樣的高性能軟件編譯調(diào)試環(huán)境，可以大大加快開放速度，縮短上市周期。
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