ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线通信技术。适用于监控 连，在网络中扮演从属角色，大多数时间处于休眠状态4【J。
领域。介绍了zigBee无线网络技术、CC2430芯片的增强特性以及 TI 1．3 ZigBee网络特点
公司的Z·Stack协议栈。完成了以CC2430芯片为核心元件的ZigBee ZigBee网络的特点突出，主要有以下几方面 j：
无线网络协调器节点硬件设计，并给出了协调器软件设计方案。设计
1)低功耗：在工作模式下，传输数据量很小，信号的6／发
的协调器节点具有结构简单，功耗低，成本低等特点。
时间短；在非工作模式时，ZigBee节点处于休眠模式，使得Zig-
### 基于ZigBee的无线网络协调器节点的设计
#### 一、引言
随着20世纪90年代以来无线网络技术的发展，从GSM到Bluetooth，再到无线ATM与无线局域网（WLAN），无线通信技术因其在组网时几乎不受地理环境限制的优势而在诸多领域得到了广泛应用，尤其是在医疗、家庭自动化、工业监测等领域。
ZigBee作为一种新兴的短距离、低速率无线通信技术，是为满足工业自动化中无线通信和数据传输需求而诞生的。ZigBee网络具有低功耗、低成本、高可靠性及安全性等特点，这些优势使其成为自动控制系统中不可或缺的一部分。
#### 二、ZigBee无线网络技术
##### 2.1 ZigBee概念
ZigBee是一种近距离、低速的无线个人区域网络（WPAN）技术，其介于无线标记技术和蓝牙技术之间。ZigBee特别适合于通信数据量较小、数据传输效率较低但对数据安全性和可靠性有一定要求且成本和功耗要求极低的应用场景。
##### 2.2 ZigBee网络中的设备
ZigBee网络支持三种主要的拓扑结构：星型（Star）、树型（Tree）和网状型（Mesh）。根据网络配置的不同，网络中存在三种类型的节点：
1. **ZigBee协调器**：负责建立网络，传输网络信标，管理网络节点，存储网络节点信息，并提供关联节点间的路由信息。
2. **ZigBee路由器**：起到路由的作用，搜索可用网络，作为潜在的父节点允许更多的设备加入网络，传输数据并向ZigBee协调器请求数据。
3. **ZigBee终端设备**：通常作为边缘设备，负责与实际的监控对象相连，在网络中扮演从属角色，大多数时间处于休眠状态以节省电力。
##### 2.3 ZigBee网络特点
ZigBee网络的显著特点是低功耗和低速率：
1. **低功耗**：在工作模式下，由于传输的数据量很小，信号发送时间很短；在非工作模式时，ZigBee节点会进入休眠模式，从而大幅降低能耗。
2. **低速率**：不同工作频段下，ZigBee的数据传输速率有所不同，范围大约在20kbps到250kbps之间。
#### 三、CC2430芯片与Z-Stack协议栈
CC2430是一款专为2.4GHz IEEE 802.15.4、ZigBee和RF4CE应用设计的真正片上系统（SoC）解决方案。该芯片集成了一个高性能的8051 MCU、业界标准的2.4GHz IEEE 802.15.4 RF收发器以及业界领先的电源管理系统。CC2430具备许多增强特性，如低功耗模式、强大的加密引擎等，非常适合构建高效的ZigBee协调器节点。
Z-Stack是由德州仪器（TI）提供的ZigBee协议栈，支持所有ZigBee应用规范，包括Home Automation、Smart Energy、Healthcare、Building Automation等。Z-Stack协议栈具有高度可定制性，能够适应不同应用场景的需求，简化了ZigBee网络的开发过程。
#### 四、基于CC2430的ZigBee协调器节点设计
基于CC2430芯片设计的ZigBee协调器节点硬件设计包括了必要的外围电路，如电源管理模块、射频模块、天线接口等。软件设计主要包括ZigBee协议栈的配置、网络初始化、设备加入网络管理等功能。通过合理的硬件选型和软件编程，可以实现一个结构简单、功耗低、成本低廉的ZigBee协调器节点。
#### 五、总结
本文介绍了ZigBee无线网络技术的基础知识、CC2430芯片的增强特性和TI公司的Z-Stack协议栈，并详细阐述了如何基于CC2430芯片设计出结构简单、功耗低、成本低廉的ZigBee无线网络协调器节点。ZigBee技术及其协调器节点的应用将有助于推动自动控制系统的进一步发展，特别是在那些对功耗敏感的应用场景中。
