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基于MCl322x的ZigBee应用技术
发布时间:2018-04-23 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]4 MCl322x的无线应用系统设计
4．1 应用构建
同以往的ZigBee应用一样，MCl322x系列平台毋庸置疑地能够继续提供各种ZigBee无线连接支持，其应用范围包括：住宅和商业自动化，工业控制，消费电子，安全监控，照明控制，安全访问控制，暖通控制，空调系统，目动抄表系统，资产跟踪和监控，国土安全，过程管理，环境监测，健康护理，病人监护仪，健身监测，士兵联络，人机接口设备，远程控制，无线玩具等领域。
基j*\IC1322x构建的无线连接拓扑，可以设计成点对点连接、星型连接、簇状连接和网状连接等，如图2所示。不同的应用可以选择不同的ZigB大电流电感ee无线连接结构和覆盖方案。比如家庭空调遥控器可使用点对点连接，煤矿瓦斯监控系统可选择簇状连接，森林防火监控系统可采用星型连接，小区集抄系统则使用网状连接。ZigBee无线网络中的无线节点，根据应用情况安排中心节点、协调节点或终端节点，节点也可设定为单向发送、单向接收或双向通信。通常，这种ZigBee无线网络还要通过中心节点与其他对象如PC主机、远程网络、互联网等进行数据通信，以便完善高级控制管理应用。
从应用系统构建的复杂度、尺寸和元件数看，小体积封装中的无线收发器和微控制器的组合首先简化硬件电路，加之MCl322x直接集成有RF匹配组件、不平衡变压器等，使所用外围元件更少，进而可使电路板做到更小、可靠性更高。图3给出模块版图比较，图3(a)为原来使用双器件(MCl319x+MCU)的基础电路模块版图，图3(b)为第二代MCl31 9x基础电路模块版图，图3(e)为最新MCl322x基础电路模块版图，尺寸更小。实际上，图中使用MCl322x的电路板尺寸仅为11O mm2，RF所用外部组件只需外接晶体和天线。硬件设计异常简单，所以，有关RF的知识和难点可不予关注。
(1)降低了无线应用系统的构建成本MCl3224的价格比第一代的MCl3192还要廉价，且不用另配MCU；加上必须的少量外围元器件，最终使用MCl322x构建的无线通信基本模块的成本极低的，是成本敏感应用的最佳解决方案。
(2)降低了无线应用系统的能源消耗MCl322x的ZigBee技术是低电压、低功耗，MCU运行时的收发电流不足20mA，可使用一块纽扣电池或于电池，且电池寿命不再是问题，因为l节电池可使ZigBee器件运行长达20年。
另外，MCl322x直接集成应用广泛、性能优越的ARM微处理器及其丰富的附属资源，为追求更低消耗、更多功能、更高要求应用产品的软、硬件开发提供了方便。
缘于上述多方位的构建优势，具有先进、高效电感器的功能集成特性的Freescalge MCl322x系列器件是构建ZigBee，无线应用系统的基础。
4．2 硬件设计和软件开发
高集成度的MCl322x器件，使得无线应用系统的硬件设计变得极为精简，图4给出设计的无线应用基础硬件电路。图中电源部分使用3．6 V干电池供电；JTAG接口负责完成在线调试和程序下载；晶振电路需要两个晶体Xl、X2；RF无线发射／接收电路采用板上F型天线．发射与接收的切换通过MCU控制TX／RX开关来实现；开关SWl和发光管LED为简单人机交互手段；外来传感器输出的数字信号可传输至GPIO端口；还有一些引脚需要接地或悬空。在该电路的基础上可扩展众多实际应用电路，如键盘输入、LCD液晶显示输出、A／D转换等，其中MCU微处理器部分的扩展电路塑封电感器设计已属于成熟技术，不再赘述。
基于MCl322x器件，ZigBee应用软件的开发主要是消化、修改并植入兼容ZigBee协议的Freescale BeeStack协议栈，这是个重点和难点问题。Freescale的BeeKit无线连接工具箱，为客户提供了简单的软件开发流程，为了提高研制周期和开发效率，这里直接使用BeeKit集成开发环境。BeeKit是Freescale公司用于生成无线通信网络框架的一个工具，含有无线联网库、应用模板和样本应用的综合代码库。它提供了简便易用的接口和框架，可帮助开发人员为ZigBee应用创建电感生产厂家、修改、配置参数，然后导出目标方案并导入到CodeWarriorIDE，最终下载到MCl322x。
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