第一章绪论
1.1 ZigBee 定义
物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
无线传感网络的定义是：大规模，无线、自组织、多跳、无分区、无基础设施支持的网络。其中的节点是同构的、成本较低、体积较小，大部分节点不移动，被随意撒布在工作区域，求网络系统有尽可能长的工作时间。在通信方式上，虽然可以采用有线、无线、红外和光等多种形式，但一般认为短距离的无线低功率通信技术最适合传感器网络使用，为明确起见，一般称无线传感器网络(WSN．Wireless Sensor Network)。
Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，功耗的近距离无线组网通讯技术。
无线传感网络的无线通信技术可以采用ZigBee技术、蓝牙、Wi-Fi和红外等技术。ZigBee 技术是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术或无线网络技术，是一组基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的组网、安全和应用软件方面的通信技术。
协议栈是指网络中各层协议的总和，其形象的反映了一个网络中文件传输的过程：由上层协议到底层协议，再由底层协议到上层协议。使用最广泛的是英特网协议栈，由上到下的协议分别是：应用层（HTTP，TELNET，DNS，EMAIL 等），运输层（TCP，UDP），网络层（IP），链路层（WI-FI，以太网，令牌环，FDDI等），物理层。
ZigBee的技术特性决定它将是无线传感器网络的最好选择，广泛用于物联网，自动控制和监视等诸多领域。以美国德州仪器TI公司CC2430/CC2530芯片为代表的Zigbee SOC解决方案在国内高校企业掀起了一股Zigbee技术应用的热潮。CC2430/CC2530集成了51单片机内核，相比于众多的Zigbee芯片，CC2430/CC2530颇受青睐。
CC2530提供了101dB的链路质量，优秀的接收器灵敏度和健壮的抗干扰性，四种供电模式，多种闪存尺寸，以及一套广泛的外设集—包括2个USART、12位ADC和21个通用GPIO，以及更多。除了通过优秀的RF性能、选择性和业界标准增强8051MCU内核，支持一般的低功耗无线通信，CC2530还可以配备TI的一个标准兼容或专有的网络协议栈（RemoTI，Z-Stack或SimpliciTI）来简化开发，使你更快的获得市场。CC2530可以用于的应用包括远程控制、消费型电子、家庭控制、计量和智能能源、楼宇自动化、医疗以及更多领域。
1.2 IEEE 80
2.15.4标准概述
IEEE 802.15.4是一个低速率无线个人局域网(Low Rate Wireless PersonalArea Networks，LR-WPAN)标准。该标准定义了物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)。这种低速率无线个人局域网的网络结构简单、成本低廉、具有有限的功率和灵活的吞吐量。低速率无线个人局域网的主要目标是实现安装容易、数据传输可靠、短距离通信、极低的成本、合理的电池寿命，并且拥有一个简单而且灵活的通信网络协议。
LR-WPAN网络具有如下特点：
◆实现250kb/s，40kb/s，20kb/s三种传输速率。
◆支持星型或者点对点两种网络拓扑结构。
◆具有16位短地址或者64位扩展地址。
◆支持冲突避免载波多路侦听技术(carrier sense multiple access with collision avoidance，CSMA-CA)。
◆用于可靠传输的全应答协议。
◆低功耗。
◆能量检测(Energy Detection，ED)。
◆链路质量指示(Link Quality Indication，LQI)。
◆在2450MHz频带内定义了16个通道；在915MHz频带内定义了10个通道；在868MHz 频带内定义了1个通道。
为了使供应商能够提供最低可能功耗的设备，IEEE(Institute ofElectrical and Electronics Engineers，电气及电子工程师学会)定义了两种不同类型的设备：一种是完整功能设备(full．functional device，FFD)，另一种是简化功能设备(reduced．functional device，RFD)。
1.3 ZigBee协议体系结构
ZigBee协议栈建立在IEEE 802.15.4的PHY层和MAC子层规范之上。它实现了网络层(networklayer，NWK)和应用层(applicationlayer，APL)。在应用层内提供了应用支持子层(application support sub—layer，APS)和ZigBee设备对象(ZigBee Device Object，ZDO)。应用框架中则加入了用户自定义的应用对象。
ZigBee的体系结构由称为层的各模块组成。每一层为其上层提供特定的服务：即由数据服务实体提供数据传输服务；管理实体提供所有的其他管理服务。每个服务实体通过相应的服务接入点(SAP)为其上层提供一个接口，每个服务接入点通过服务原语来完成所对应的功能。ZigBee协议的体系结构如下图所示：
?物理层（PHY）
物理层定义了物理无线信道和MAC子层之间的接口，提供物理层数据服务和物理层管理服务。
物理层内容：
1)ZigBee 的激活；
2)当前信道的能量检测；
3)接收链路服务质量信息；
4)ZigBee 信道接入方式；
5)信道频率选择；
6)数据传输和接收。
?介质接入控制子层（MAC）
MAC层负责处理所有的物理无线信道访问，并产生网络信号、同步信号；支持PAN连接和分离，提供两个对等MAC实体之间可靠的链路。
MAC层功能：
1）网络协调器产生信标；
2）与信标同步；
3）支持PAN(个域网)链路的建立和断开；
4）为设备的安全性提供支持；
5）信道接入方式采用免冲突载波检测多址接入(CSMA-CA)机制；
6）处理和维护保护时隙(GTS)机制；
7）在两个对等的MAC实体之间提供一个可靠的通信链路。
?网络层（NWK）
ZigBee协议栈的核心部分在网络层。网络层主要实现节点加入或离开网络、接收或抛弃其他节点、路由查找及传送数据等功能。
网络层功能：
1)网络发现；
2)网络形成；
3)允许设备连接；
4)路由器初始化；
5)设备同网络连接；
6)直接将设备同网络连接；
7)断开网络连接；
8)重新复位设备；
9)接收机同步；
10)信息库维护。
?应用层（APL）
ZigBee应用层框架包括应用支持层(APS)、ZigBee 设备对象(ZDO)和制造商所定义的应用对象。
应用支持层的功能包括：维持绑定表、在绑定的设备之间传送消息。
ZigBee设备对象的功能包括：定义设备在网络中的角色(如ZigBee协调器和终端设备)，发起和响应绑定请求，在网络设备之间建立安全机制。ZigBee设备对象还负责发现网络中的设备，并且决定向他们提供何种应用服务。
ZigBee应用层除了提供一些必要函数以及为网络层提供合适的服务接口外，一个重要的功能是应用者可在这层定义自己的应用对象。
?应用程序框架（AF）：
运行在ZigBee协议栈上的应用程序实际上就是厂商自定义的应用对象，并且遵循规范（profile）运行在端点1~240上。在ZigBee应用中，提供2种标准服务类型：键值对（KVP）或报文（MSG）。
?ZigBee 设备对象（ZDO）：
ZigBee设备对象(ZDO)的功能包括负责定义网络中设备的角色，如：协调器或者终端设备。还包括对绑定请求的初始化或者响应，在网络设备之间建立安全联系等。实现这些功能，ZDO使用APS层的APSDE-SAP和网络层的NLME-SAP。ZDO是特殊的应用对象，它在端点(entire)0上实现。远程设备通过ZDO请求描述符信息，接收到这些请求时，ZDO会调用配臵对象获取相应描述符值。
第二章ZigBee基本概念
2.1 设备类型(Device Types)
在ZigBee网络中存在三种逻辑设备类型：Coordinator(协调器)，Router(路由器)和
End-Device(终端设备)。ZigBee网络由一个Coordinator以及多个Router和多个End_Device
组成。
上图是一个简单的ZigBee网络示意图。其中红色节点为Coordinator，黄色节点为Router，绿色节点为End-Device。
2.1.1 Coordinator(协调器)
协调器负责启动整个网络。它也是网络的第一个设备。协调器选择一个信道和一个网络ID(也称之为PAN ID，即Personal Area Network ID)，随后启动整个网络。协调器也可以用来协助建立网络中安全层和应用层的绑定(bindings)。
注意，协调器的角色主要涉及网络的启动和配臵。一旦这些都完成后，协调器的工作就像一个路由器(或者消失go away)。由于ZigBee网络本身的分布特性，因此接下来整个网络的操作就不在依赖协调器是否存在。
2.1.2 Router(路由器)
路由器的功能主要是：允许其他设备加入网络，多跳路由和协助它自己的由电池供电的
终端设备的通讯。
通常，路由器希望是一直处于活动状态，因此它必须使用主电源供电。但是当使用树状网络拓扑结构时，允许路由间隔一定的周期操作一次，这样就可以使用电池给其供电。2.1.3 End-Device(终端设备)
终端设备没有特定的维持网络结构的责任，它可以睡眠或者唤醒，因此它可以可以是一个电池供电设备。通常，终端设备对存储空间(特别是RAM的需要)比较小。
协议栈规范由ZigBee联盟定义指定。在同一个网络中的设备必须符合同一个协议栈规范（同一个网络中所有设备的协议栈规范必须一致）。
ZigBee联盟为ZigBee协议栈2007定义了2个规范：ZigBee和ZigBee PRO。所有的设备只要遵循该规范，即使在不同厂商买的不同设备同样可以形成网络。
如果应用开发者改变了规范，那么他的产品将不能与遵循ZigBee联盟定义规范的产品组成网络，也就是说该开发者开发的产品具有特殊性，我们称之为“关闭的网络”，也就是说它的设备只有在自己的产品中使用，不能与其他产品通信。更改后的规范可以称之为“特定网络”规范。
2.2拓扑结构
ZigBee网络支持星状、树状和网状三种网络拓扑结构，如下图所示，分别依次是星状网络，树（簇）状网络和网状网络。
星状网络由一个PAN协调器和多个终端设备组成，只存在PAN协调器与终端的通讯，终端设备间的通讯都需通过PAN协调器的转发。
树状网络由一个协调器和一个或多个星状结构连接而成，设备除了能与自己的父节点或子节点进行点对点直接通讯外，其他只能通过树状路由完成消息传输。
网状网络是树状网络基础上实现的，与树状网络不同的是，它允许网络中所有具有路由功能的节点直接互连，由路由器中的路由表实现消息的网状路由。该拓扑的优点是减少了消息延时，增强了可靠性，缺点是需要更多的存储空间开销。
2.3地址
2.3.1 地址定义
ZigBee设备有两种类型的地址。一种是64位IEEE地址，即MAC地址，另一种是16位
网络地址。
64位地址使全球唯一的地址，设备将在它的生命周期中一直拥有它。它通常由制造商或者被安装时设臵。这些地址由IEEE来维护和分配。
16位网络地址是当设备加入网络后分配的。它在网络中是唯一的，用来在网络中鉴别设备和发送数据。其中，协调器的网络地址为0x00。
2.4 ZigBee原语
ZigBee协议按照开放系统互联的7 层模型将协议分成了一系列的层结构，各层之间通过相应的服务访问点来提供服务。这样使得处于协议中的不同层能够根据各自的功能进行独立的运作，从而使整个协议栈的结构变得清晰明朗。另一方面，由于ZigBee协议栈是一个有机的整体，任何ZigBee设备要能够正确无误的工作，就要求协议栈各层之间共同协作。因此，层与层之问的信息交互就显得十分重要。ZigBee协议为了实现层与层之间的关联，采用了称为服务“原语"的操作。利用下图来说明原语操作的概念。
服务由N用户和N层之问信息流的描述来指定。这个信息流由离散瞬时事件构成，以提供服务的特征。每个事件由服务原语组成，它将在一个用户的某一层，通过与该层相关联的层服务访问A(SAP)与建立对等连接的用户的相同层之问传送。层与层之间的原语一般情况下可以分为4种类型：
◆请求：请求原语从NI用户发送到它的N层，请求发起一个服务。
◆指示：指示原语从N层到N2用户，指示一个对N2用户有重要意义外部N层事件。
这个事件可能与一个远程的服务请求有关，或者由内部事件产生。
◆响应：响应原语由N2用户向它的N层传递，用来响应上一个由指示原语引
起的过程。
◆确认：确认原语由N层向Nl用户传递，用来传递与前面一个或多个服务请求相关的
执行结果。
第三章WTB_Stack V1.0协议栈
3.1 WTB概述
WTB_Stack V1.0协议栈是我公司自主开发的zigbee协议栈，其主要应用与矿下人员定位。由于TI提供的Zstack协议栈内容过于复杂、庞大，且路由深度不够，无法应用与矿下人员
定位。因此，我公司基于TI提供的精简协议栈（只提供了PHY层和MAC层），自主定义了NWK层和APP层，成功开发出适应井下人员定位的协议栈WTB_Stack。
3.2 WTB V1.0网络结构
WTB V1.0为树形网络结构，采用静态路由方式，其主要网络参数如下：
最大子网个数：<=256;
一个ZigBee子网包含的Router个数：<=31;
一个ZigBee子网包含的End Device个数：<=100;
Router之间距离：200m
3.3 WTB协议栈体系结构
WTB协议是由一系列layer组成，每层完成特定的服务：数据类型服务（**DE-SAP）,网络管理类型服务（**ME-SAP）。体系结构如下图所示：
Physical Layer: 由IEEE802.15.4定义
MAC Layer：由IEEE802.15.4定义
Network Layer：面向无线网络，定义网络应用
Application Layer：面向用户，定义服务
OSH Layer：支撑平台，定义OS、以及硬件封装
3.4 IEEE地址与短地址
每个子网的PAN Id不同，不同子网的短地址可以重复，除了Router加入网络使用IEEE 地址以外，其他应用全部使用短地址。
Coordinator的短地址：0x0000
Router的短地址：0x0001 – 0x0100
End Device的短地址：0x0101 – 0x0FFE
3.5 工作流程
3.5.1 网络层流程
3.5.1.1 Coordinator建网流程
3.5.1.2 Router加入网络流程
3.5.2 应用层流程
3.5.2.1 End Device工作流程
3.5.2.2 Router工作流程
3.5.2.3 Coordinator工作流程
3.4 WTB_Stack协议栈设计
WTB_Stack协议栈依据IEEE 802.15.4标准和ZigBee协议规范。ZigBee网络中的各种操作需要利用协议栈各层所提供的原语操作来共同完成。原语操作的实现过程往往需要向下一层发起一个原语操作并且通过下层返回的操作结果来判断出下一条要执行的原语操作。IEEE 802．15．4标准和ZigBee协议规范中定义的各层原语操作多达数十条，原语的操作过程也比较复杂，它已经不是一个简单的单任务软件。对于这样一个复杂的嵌入式通信软件来说，其实现通常需要依靠嵌入式操作系统来完成。
我们使用TI提供的精简协议栈中已经提供了一个名为操作系统抽象层OSAL的协议栈调度程序。对于用户来说，除了能够看到这个调度程序外，其它任何协议栈操作的具体实现细节都被封装在库代码中。用户在进行具体的应用开发时只能够通过调用API接口来进行，而无权知道实现的具体细节。
整个协议栈由RouterApp.c文件中的main（）函数开始执行，main（）函数共做了2件事：一是系统初始化，另外一件是开始执行轮转查询式操作系统。
3.4.1 任务初始化
void osalInitTasks( void )
{
uint8 taskID = 0;
tasksEvents = (uint16 *)osal_mem_alloc( sizeof( uint16 ) * tasksCnt);
osal_memset( tasksEvents, 0, (sizeof( uint16 ) * tasksCnt));
macTaskInit( taskID++ );
MSA_Init( taskID++ );
Hal_Init( taskID++);
MT_TaskInit( taskID++);
WtbApp_Init(taskID++);
WTB_NWK_Init(taskID++);
WTB_APP_Init(taskID);
}
3.4.2 任务调度
协议栈中的每一层都有很多原语操作要执行，因此对于整个协议栈来说，就会有很多并发操作要执行。协议栈中的每一层都设计了一个事件处理函数，用来处理与这一层操作相关的各种事件。将这些事件处理函数看成是与协议栈每一层相对应的任务，由协议栈中调度程序OSAL来进行管理。这样，对于协议栈来说，无论何时发生了何种事件，我们都可以通过调度协议栈相应层的任务，即事件处理函数来进行处理。这样，整个协议栈便会按照时间顺序有条不紊的运行。
◆任务列表
const pTaskEventHandlerFn tasksArr[] =
{
macEventLoop,
MSA_ProcessEvent,
Hal_ProcessEvent,
MT_ProcessEvent,
WtbApp_ProcessEvent,
WTB_NWK_ProcessEvent,
WTB_APP_ProcessEvent
};
◆任务调度主循环
void osal_run_system( void )
{
uint8 idx = 0;
osalTimeUpdate();
Hal_ProcessPoll(); // This replaces MT_SerialPoll() and osal_check_timer().
do {
if (tasksEvents[idx]) // Task is highest priority that is ready.
{
break;
}
} while (++idx < tasksCnt);
if (idx < tasksCnt)
{
uint16 events;
halIntState_t intState;
HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);
events = tasksEvents[idx];
tasksEvents[idx] = 0; // Clear the Events for this task.
HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState);
events = (tasksArr[idx])( idx, events );
HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState);
tasksEvents[idx] |= events; // Add back unprocessed events to the current task.
HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState);
}
#if defined( POWER_SAVING )
else // Complete pass through all task events with no activity?
{
osal_pwrmgr_powerconserve(); // Put the processor/system into sleep
}
#endif
/* Yield in case cooperative scheduling is being used. */
#if defined (configUSE_PREEMPTION) && (configUSE_PREEMPTION == 0)
{
osal_task_yield();
}
#endif
}
◆设置事件发生标志
当协议栈中有任何事件发生时，我们可以通过设臵event_flag来标记有事件发生，以便主循环函数能够及时加以处理。其函数说明如下：
uint8 osal_set_event( uint8 task_id, uint16 event_flag )
{
if ( task_id < tasksCnt )
{
halIntState_t intState;
HAL_ENTER_CRITICAL_SECTION(intState); // Hold off interrupts tasksEvents[task_id] |= event_flag; // Stuff the event bit(s)
HAL_EXIT_CRITICAL_SECTION(intState); // Release interrupts return ( SUCCESS );
}
else
{
return ( INVALID_TASK );
}
}
1.概述 1.1解析ZigBee堆栈架构 ZigBee堆栈是在IEEE 802.15.4标准基础上建立的，定义了协议的MAC和PHY层。ZigBee设备应该包括IEEE802.15.4(该标准定义了RF射频以及与相邻设备之间的通信)的PHY和MAC层，以及ZigBee堆栈层：网络层(NWK)、应用层和安全服务提供层。图1-1给出了这些组件的概况。 1.1.1ZigBee堆栈层 每个ZigBee设备都与一个特定模板有关，可能是公共模板或私有模板。这些模板定义了设备的应用环境、设备类型以及用于设备间通信的簇。公共模板可以确保不同供应商的设备在相同应用领域中的互操作性。 设备是由模板定义的，并以应用对象(Application Objects)的形式实现(见图1-1)。每个应用对象通过一个端点连接到ZigBee堆栈的余下部分，它们都是器件中可寻址的组件。 图1-1 zigbe堆栈框架 从应用角度看，通信的本质就是端点到端点的连接(例如，一个带开关组件的设备与带一个或多个灯组件的远端设备进行通信，目的是将这些灯点亮)。 端点之间的通信是通过称之为簇的数据结构实现的。这些簇是应用对象之间共享信息所需的全部属性的容器，在特殊应用中使用的簇在模板中有定义。图1-1-2就是设备及其接口的一个例子：
图1-1-2 每个接口都能接收(用于输入)或发送(用于输出)簇格式的数据。一共有二个特殊的端点，即端点0和端点255。端点0用于整个ZigBee设备的配置和管理。应用程序可以通过端点0与ZigBee 堆栈的其它层通信，从而实现对这些层的初始化和配置。附属在端点0的对象被称为ZigBee设备对象 (ZD0)。端点255用于向所有端点的广播。端点241到254是保留端点。 所有端点都使用应用支持子层(APS)提供的服务。APS通过网络层和安全服务提供层与端点相接，并为数据传送、安全和绑定提供服务，因此能够适配不同但兼容的设备，比如带灯的开关。APS使用网络层(NWK)提供的服务。NWK负责设备到设备的通信，并负责网络中设备初始化所包含的活动、消息路由和网络发现。应用层可以通过ZigBee设备对象(ZD0)对网络层参数进行配置和访问。 1.1.2 80 2.15.4 MAC层 IEEE 802.15.4标准为低速率无线个人域网(LR-WPAN)定义了OSI模型开始的两层。PHY层定义了无线射频应该具备的特征，它支持二种不同的射频信号，分别位于2450MHz波段和868/915MHz 波段。2450MHz波段射频可以提供250kbps的数据速率和16个不同的信道。868 /915MHz波段中，868MHz支持1个数据速率为20kbps的信道，915MHz支持10个数据速率为40kbps的信道。MAC层负责相邻设备间的单跳数据通信。它负责建立与网络的同步，支持关联和去关联以及MAC 层安全：它能提供二个设备之间的可靠链接。 1.1.3 关于服务接入点 ZigBee堆栈的不同层与802.15.4 MAC通过服务接入点(SAP)进行通信。SAP是某一特定层提供的服务与上层之间的接口。 ZigBee堆栈的大多数层有两个接口：数据实体接口和管理实体接口。数据实体接口的目标是向上层提供所需的常规数据服务。管理实体接口的目标是向上层提供访问内部层参数、配置和管理数据的机制。 1.1.4 ZigBee的安全性 安全机制由安全服务提供层提供。然而值得注意的是，系统的整体安全性是在模板级定义的，这意味着模板应该定义某一特定网络中应该实现何种类型的安全。 每一层(MAC、网络或应用层)都能被保护，为了降低存储要求，它们可以分享安全钥匙。SSP是通过ZD0进行初始化和配置的，要求实现高级加密标准(AES)。ZigBee规范定义了信任中心的用
ZigBee的短距离无线通信技术概述 摘要：近年来，各种无线通信技术迅猛发展，极大提高了人们的工作效率和 生活质量。然而，在日常生活中，我们仍然被各种电缆所束缚，能否在近距 离范围内实现各种设备之间的无线通信?纵观目前发展较成熟的几大无线通 信技术，往往比较复杂，不但耗费较多资源，成本也比较高，并不适用于短 距离无线通信的场合。蓝牙技术的出现使得短距离无线通信成为可能，但是 其协议较复杂、功耗高、成本高等特点不太适用于要求低成本、低功耗的工 业控制和家庭网络。本文介绍了一种复杂度、成本和功耗都很低的低速率短 距离无线接入技术——ZigBee。该技术主要针对低速率传感器网络而提出， 它能够满足小型化、低成本设备（如温度调节装置、照明控制器、环境检测 传感器等）的无线联网要求，能广泛地应用于工业、农业和日常生活中。 关键字：无线通信技术，zigbee 一、引言 “ZigBee”是什么?从字面上猜像是一种蜜蜂。因为“ZigBee”这个词由“Zig”和“Bee”两部分组成，“Zig”取自英文单词“zigzag”，意思是走“之”字形，“bee”英文是蜜蜂的意思，所以“ZigBee”就是跳着“之”字形舞的蜜蜂。不过，ZigBee并非是一种蜜蜂，事实上，它与蓝牙类似是一种新兴的短距离无线通信技术，国内也有人翻译成“紫蜂”。下面就让我们一起进入这只蜜蜂的世界，与蜂共舞吧! 这只蜜蜂的来头还是要从它的历史开始说起，早在上世纪末，就已经有人在考虑发展一种新的通信技术，用于传感控制应用(sensor and control)，这个想法后来在IEEE 802.15工作组当中提出来，于是就成立了TG4工作组，并且制定了规范IEEE 802.15.4。但是IEEE 802的规范只专注于底层，要达到产品的互操作和兼容，还需要定义高层的规范，于是2002年ZigBee Alliance成立，正式有了“ZigBee”这个名词。两年之后，ZigBee的第一个规范ZigBee V1.0诞生，但这个规范推出的比较仓促，存在一些错误，并不实用。此后ZigBee Alliance 又经过两年的努力，推出了新的规范ZigBee 2006，这是一个比较完善的规范。据联盟最新的消息，今年年底将会发布更新版本的规范ZigBee 2007，这个版本增加了一些新的特性。
一、ZigBee定义 ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称（又称紫蜂协议）来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。 其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。 中文名紫蜂协议 外文名ZigBee 标准IEEE802.15.4 全球频段2.4GHz（全球使用） 欧洲频段868MHz 北美频段915MHz ZigBee作为一种短距离无线通信技术，由于其网络可以便捷的为用户提供无线数据传输功能，因此在物联网领域具有非常强的可应用性。 二、ZigBee特性 ①低能耗。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。 TI公司和德国的Micropelt公司共同推出新能源的ZigBee节点。该节点采用Micropelt公司的热电发电机给TI公司的ZigBee提供电源。
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。每块芯片的价格大约为2美元。 ③低速率。ZigBee工作在20～250kbps的速率，分别提供250 kbps(2.4GHz)、 40kbps(915 MHz)和20kbps(868 MHz)的原始数据吞吐率，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3～10s、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、使用访问控制清单 (Access Control List, ACL) 防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES 128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。 ⑧免执照频段。使用工业科学医疗(ISM)频段，915MHz(美国), 868MHz(欧洲), 2. 4GHz(全球) 。 三、应用及前景： 随着国内经济的高速发展，城市的规模在不断扩大，尤其是各种交通工具的增长更
本技术公开的一种芯片组件的封装方法，属于瞬态电压抑制二极管技术领域，包括如下步骤，步骤1备芯：将一颗整流二极管芯A和一颗单向芯片组件的芯片背向串联放置，取一颗整流二极管芯B放置；步骤2纯化处理：第一次腐蚀清洗、第二次腐蚀清洗、涂粉、烧结；步骤3塑化封装：将均纯化后串联的整流二极管芯A和单向芯片组件的芯与整流二极管芯B并联，将产品放入模具注入环氧树脂，加热至160℃～162℃固化成型，取出冷却至常温；纯化处理得到的玻璃封装层，使得产品具备抵抗高温环境的特性，采用环氧树脂塑化封装得到的封装层，使得产品具备抵抗高温环境的特性下具备了抵抗环境冲击的特性。 权利要求书 1.一种芯片组件的封装方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：腐蚀清洗，首先，采用腐蚀液对芯片组件进行腐蚀处理，其次，用去离子水冲洗，再次，放入氢氧化钾液中浸泡腐蚀，最后，采用纯丙酮溶液脱水处理； 步骤2：涂粉，采用玻璃粉浆涂抹在步骤1经过腐蚀清洗后的芯片组件外部形成玻璃层； 步骤3：烧结，将完成步骤2的芯片组件，从常温加热并保温一段时间，取出冷却至常温，使玻璃粉浆固化形成玻璃纯化层(4)； 步骤4：塑化封装，将完成步骤3的芯片组件外部包裹抗冲击的塑料材料，在对其加热固化，在所述芯片组件表面形成塑料封装层(5)。 2.如权利要求1所述的芯片组件的封装方法，其特征在于，在步骤1中，其腐蚀液为：采用氢氟酸、硝酸、硫酸、冰乙酸、磷酸按照1～1.5：1～1.2：0.98～1.02：1.5～2.5：0.98～1.02比例均匀混合而成。 3.如权利要求1所述的芯片组件的封装方法，其特征在于，在步骤1中采用腐蚀液对芯片组件进行腐蚀处理是指：腐蚀液温度控制在15℃～30℃对芯片组件进行腐蚀处理，腐蚀次数1～3次，腐蚀时间60s～120s。 4.如权利要求1所述的芯片组件的封装方法，其特征在于，在步骤2中，其玻璃粉浆为：采用40％～60％氧化锌、20％～35％三氧化二硼、7％～15％二氧化硅均混成的玻璃粉，而后取制成的玻璃粉3～4份与1.35～1.52份去离子水均匀混合成悬浮液状态。 5.如权利要求1所述的芯片组件的封装方法，其特征在于，在步骤3烧结中，将完成步骤2的芯片组件从常温缓慢加热至630℃～650℃，保温10min～15min，取出缓慢冷却至常温。 6.如权利要求5所述的芯片组件的封装方法，其特征在于，在步骤3烧结中，将完成步骤2的芯片组件从常温缓慢加热至630℃～650℃，升温速率为15～20℃/min。 7.如权利要求5所述的芯片组件的封装方法，其特征在于，在步骤3烧结中，取出缓慢冷却至
433/315/Zigbee介绍 315MHZ和433MHZ是我们国家的免申请的发射接收频率，433兆是数据传输领域的老产品，用来做数据传输存在巨大隐患：433兆系统，它的致命弱点是系统安全保密性差，很容易被攻击，被破译；通信技术落后，通信不可靠，系统不稳定；频道非常拥挤，环境干扰特别大，对讲机，车载通信设备，业余通信设备等，都集中在这里，因而环境干扰非常大；短期使用可能看不出，长期使用必然显现；另外功耗大，发射机和天线体积庞大，有厂商将其引入智能家居系统，但由于其抗干扰能力弱，组网不便，可靠性一般，在智能家居中的应用效果差强人意。 ZigBee是一种短距离、架构简单、低消耗功率与低传输速率之无线通讯技术，其传输距离约为数十公尺，使用频段为免费的 2.4GHz与900MHz频段，传输速率为20K至250Kbps，网络架构具备Master/Slave 属性，并可达到双向通信功用。 ZigBee具有下列之特性 (1)省电：ZigBee传输速率低，使其传输资料量亦少，所以讯号的收发时间短，其次在非工作模式时，ZigBee处于睡眠模式，而在工作与睡眠模式之间的转
换时间，一般睡眠激活时间只有15ms，而设备搜索时间为30ms。透过上述方式，使得ZigBee十分省电，透过电池则可支持ZigBee长达6个月到2年左右的使用时间。 (2)可靠度高：ZigBee之MAC层采用talk-when-ready 之碰撞避免机制，此机制为当有资料传送需求时则立即传送，每个发送的资料封包都由接收方确认收到，并进行确认讯息回复，若没有得到确认讯息的回复就表示发生了碰撞，将再传一次，以此方式大幅提高系统信息传输之可靠度。 (3)高度扩充性：一个ZigBee的网络最多包括有255个ZigBee网络节点，其中一个是Master设备，其余则是Slave设备。若是透过Network Coordinator则整体网络最多可达到6500个ZigBee网络节点，再加上各个Network Coordinator可互相连接，整体ZigBee网络节点数目将十分可观。
CC2530芯片资料 CC2530是专门针对IEEE 802.15.4和Zigbee应用的单芯片解决方案，经济且低功耗。 CC2530有四种不同的版本：CC2530-F32 / 64 / 128 / 256。分别带有32 / 64 / 128 / 256 KB的闪存空间；它整合了全集成的高效射频收发机及业界标准的增强型8051微控制器，8 KB的RAM和其他强大的支持功能和外设。 主要特点： ●高达256kB的闪存和20kB的擦除周期，以支持无线更新和大型应用程序 ●8kB RAM用于更为复杂的应用和Zigbee应用 ●可编程输出功率达+4dBm ●在掉电模式下，只有睡眠定时器运行时，仅有不到1uA的电流损耗 ●具有强大的地址识别和数据包处理引擎 利益： ●支持Zigbee / Zigbee PRO , Zigbee RF4CE, 6LoWPAN, WirelessHART 及其他所 有基于802.15.4标准的解决方案； ●卓越的接收机灵敏度和可编程输出功率； ●在接收、发射和多种低功耗的模式下具有极低的电流消耗，能保证较长的电池使用 时间； ●一流的选择和阻断性能（50-dB ACR） 应用： ●智能能源/自动化仪表读取 ●远程控制 ●居家及楼宇自动化 ●消费类电子产品 ●工业控制及监测 ●低功耗无线传感器网络 CC2530芯片参数特性： 可最大化通信范围的101dBm链路预算（101dBm link budget） 可最小化干扰源影响的业界一流的选择性（Best in class selectivity） 可最大化电池供电器件使用寿命的灵活低功耗模式（Flexible low-power modes） 功能强大的5通道DMA引擎（Powerful 5-channel DMA engine） 用于远程控制应用的IR生成电路(IR generation circuitry) 高达256K的闪存（Up to 256k Flash） CC2530开发套件 通过深圳市无线龙科技有限公司的CC2530-PK的开发系统，让您充分了解、熟悉和
Zigbee技术主流芯片调研 1、Zigbee芯片调研 当今市场已有大量集成Zigbee协议和射频电路的芯片。以下是市场上主流的生成Zigbee的公司及其生产的典型Zigbee芯片。 公司TI FREESCALE ATMEL Nordic 芯片CC2530 MC1321 AT86RF230 nRF24E1/nRF9E5 MCU内核8051 HCS08 无（通过SPI接口由外 接MCU连接） 8051 通过在淘宝上的调查，TI公司的CC2530和FREESCALE的MC1321用户量比较大，有大量的公司提供基于这两款芯片的Zigbee模块，使用这些模块可以减少大量的硬件调试工作，而较容易的实现我们所需的传输功能。以下就这两类主流芯片进行详细介绍。 1.1 CC2530调研 CC2530是市场最主流的Zigbee芯片，TI公司推出的ZIGBEE网络处理器，将复杂的ZIGBEE网络协议栈，处理成了简单的用户接口命令，用户只要使用任何简单的单片机（微控制器），就可以容易的实现对ZIGBEE网络的控制；TI推出这个芯片的目的，就是希望ZIGBEE容易被使用。CC2530是TI公司推出的最新一代ZigBee标准芯片，适用于2.4GHz、IEEE802.15.4、ZigBee和 RF4CE应用。 CC2530包括了极好性能的一流RF收发器，工业标准增强性8051MCU，系统中可编程的闪存，8KB RAM以及许多其它功能强大的特性，可广泛应用在2.4-GHzIEEE802.15.4系统，RF4CE遥控制系统，ZigBee系统，家庭/建筑物自动化，照明系统，工业控制和监视，低功耗无线传感器网络，消费类电子和卫生保健。主要参数如下：
一、芯片组件含义 多芯片组件的英文缩写为MCM，这是一种新的电子组装技术。 组装方式是直接将裸露的集成电路芯片安装在多层高密度互连衬底上，层与层的金属导线是用导通孔连接的。这种组装方式允许芯片与芯片靠得很近，可以降低互连和布线中所产生的信号延迟、串扰噪声、电感/电容耦合等问题。 二、芯片组件分类及应用 MCM可分为三种类型： 一种是建立在印制电路叠层结构技术上实现互连的，其中包括双面叠层高密度板，主要用于30兆赫以下的低级产品； 另一种是利用厚膜在陶瓷或多层陶瓷基片上制作混合电路的一种技术，主要用于30兆赫～50兆赫的高可靠性产品； 最后一种是应用薄膜技术将金属材料蒸发或溅射到薄膜基板上，光刻出信号线并依次作成多层基板，主要应用于50兆赫以上的高性能产品。 MCM的应用已从军事、航天和大型计算机普及到汽车、通信、工业装置、仪器与医疗设备等电子系统产品上。 三、做芯片组件的厂商—贝尔金 贝尔金公司(Belkin Corporation) 是周边产品的全球领先厂商，为电脑、数码和移动产品的用户提供创新的连接技术。 成立时间：1983 年 公司性质：电脑、数码和移动产品的连接技术 公司口号：以“可靠”和“易用”闻名 年营业额：2003 财年全球销售额已超过六亿美元
员工数：2000 名员工 贝尔金公司(Belkin Corporation) 是周边产品的全球领先厂商，为电脑、数码和移动产品的用户提供创新的连接技术。贝尔金公司拥有最全面的IT 外设配件产品，包括宽带网络、KVM 、线缆、防涌接线板和UPS ，更致力于用最先进的USB 、Firewire?® 和Bluetooth? 技术为移动电话、PDA 、iPod? 和其它移动设备提供连接方案。 发展简史 贝尔金公司的业务于1983 年始创于美国加州霍桑(Hawthorne) 一家车库里，当年销售额仅为十八万美元。时至今日，贝尔金公司2003 财年全球销售额已超过六亿美元，在全球拥有近2000 名员工。位于加州洛杉矶的总部占地40 多万平方英尺，工业设计中心位于好来坞，研发机构位于纽约州罗切斯特(Rochester) ，在美、欧，亚拥有多个物流中心，确保我们的产品能迅速满足世界各地的订单。 贝尔金公司两度被美国“ 企业” 杂志(Inc. Magazine) 列为美国500 家发展最快的私有企业之一，其产品和服务屡获行业殊荣：多年在全美零售商大会(Retail Vision) 中，获得最佳厂商(Best Vendor) 和最佳销售商(Best Merchandising) 等大奖。 除美国加州洛杉矶总部外，贝尔金在北美、南美，欧洲和亚太多个城市设有分支机构，以英、法、德，西班牙语和中文提供全球性的顾客服务和技术支持。 贝尔金中国 贝尔金公司于2003 年6 月进入中国，作为新进入中国市场的国外品牌，贝尔金有信心承诺与我们的合作伙伴共同成长，并提供中国用户一流品质的产品和服务，因为贝尔金已做好充分准备将其在美国的成功经验应用到中国市场： 市场占有率高 根据美国CNN “ Business Usual Report 2001 ” 指出，全美国60% 以上的电脑
基于ZigBee技术的射频芯片CC2430 引言 ZigBee采用IEEE802.15.4标准，利用全球共用的公共频率2.4 GHz，应用于监视、控制网络时，其具有非常显著的低成本、低耗电、网络节点多、传输距离远等优势，目前被视为替代有线监视和控制网络领域最有前景的技术之一。 CC2430芯片以强大的集成开发环境作为支持，内部线路的交互式调试以遵从IDE的IAR 工业标准为支持，得到嵌入式机构很高的认可。它结合Chipcon公司全球先进的ZigBee 协议栈、工具包和参考设计，展示了领先的ZigBee解决方案。其产品广泛应用于汽车、工控系统和无线感应网络等领域，同时也适用于ZigBee之外2.4 GHz频率的其他设备。 1 CC2430芯片的主要特点 CC2430芯片延用了以往CC2420芯片的架构，在单个芯片上整合了ZigBee 射频(RF)前端、内存和微控制器。它使用1个8位MCU（8051），具有128 KB可编程闪存和8 KB 的RAM，还包含模拟数字转换器(ADC)、几个定时器（Timer）、AES128协同处理器、看门狗定时器（）、32 kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路、掉电检测电路，以及21个可编程I/O引脚。 CC2430芯片采用0.18 μm CMOS工艺生产，工作时的电流损耗为27 mA；在接收和发射模式下，电流损耗分别低于27 mA或25 mA。CC2430的休眠模式和转换到主动模式的超短时间的特性，特别适合那些要求电池寿命非常长的应用。 CC2430芯片的主要特点如下： ◆高性能和低功耗的8051微控制器核。 ◆集成符合IEEE802.15.4标准的2.4 GHz的RF无线电收发机。 ◆优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰性。 ◆在休眠模式时仅0.9 μA的流耗，外部的中断或RTC能唤醒系统;在待机模式时少于0.6 μA的流耗，外部的中断能唤醒系统。
一、ZigBee定义 ZigBee是基于标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称（又称紫蜂协议）来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。 中文名紫蜂协议 外文名ZigBee 标准全球频段（全球使用） 欧洲频段868MHz 北美频段915MHz ZigBee作为一种短距离无线通信技术，由于其网络可以便捷的为用户提供无线数据传输功能，因此在物联网领域具有非常强的可应用性。 二、ZigBee特性 ①低能耗。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。 TI公司和德国的Micropelt公司共同推出新能源的ZigBee节点。该节点采用Micropelt公司的热电发电机给TI公司的ZigBee提供电源。 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。每块芯片的价格大约为2美元。 ③低速率。ZigBee工作在20～250kbps的速率，分别提供250 kbps、40kbps(915 MHz) 和20kbps(868 MHz)的原始数据吞吐率，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。
星形网络和树型网络可以看成是网状网络的一个特殊子集，所以接下来分析如何组建一个Zigbee网状网络。组建一个完整的Zigbee网络分为两步：第一步是协调器初始化一个网络；第二步是路由器或终端加入网络。加入网络又有两种方法，一种是子设备通过使用MAC层的连接进程加入网络，另一种是子设备通过与一个先前指定的父设备直接加入网络。 一、协调器初始化网络 协调器建立一个新网络的流程如图1所示。 图1 协调器建立一个新网络 1、检测协调器 建立一个新的网络是通过原语发起的，但发起原语的节点必须具备两个条件，一是这个节点具有ZigBee协调器功能，二是这个节点没有加入到其它网络中。任何不满足这两个条件的节点发起建立一个新网络的进程都会被网络层管理实体终止，网络层管理实体将通过参数值为INVALID_REQUEST的的原语来通知上层这是一个非法请求。 2、信道扫描
协调器发起建立一个新网络的进程后，网络层管理实体将请求MAC子层对信道进行扫描。信道扫描包括能量扫描和主动扫描两个过程。首先对用户指定的信道或物理层所有默认的信道进行一个能量扫描，以排除干扰。网络层管理实体将根据信道能量测量值对信道进行一个递增排序，并且抛弃能量值超过了可允许能量值的信道，保留可允许能量值内的信道等待进一步处理。接着在可允许能量值内的信道执行主动扫描，网络层管理实体通过审查返回的PAN描述符列表，确定一个用于建立新网络的信道，该信道中现有的网络数目是最少的，网络层管理实体将优先选择没有网络的信道。如果没有扫描到一个合适的信道，进程将被终止，网络层管理实体通过参数仠为STARTUP_FAILURE的的原语来通知上层初始化启动网络失败。 3、配置网络参数 如果扫描到一个合适的信道，网络层管理实体将为新网络选择一个PAN描述符，该PAN描述符可以是由设备随机选择的，也可以是在里指定的，但必须满足PAN描述符小于或等于0x3fff，不等于0xffff，并且在所选信道内是唯一的PAN描述符，没有任何其它PAN描述符与之是重复的。如果没有符合条件的PAN描述符可选择，进程将被终止，网络层管理实体通过参数值为STARTUP_FAILURE的的原语来通知上层初始化启动网络失败。确定好PAN描述符后，网络层管理实体为协调器选择16位网络地址0x0000，MAC子层的macPANID参数将被设置为PAN描述符的值，macShortAddress PIB参数设置为协调器的网络地址。 4、运行新网络 网络参数配置好后，网络层管理实体通过原语通知MAC层启动并运行新网络，启动状态通过原语通知网络层，网络层管理实体再通过原语通知上层协调器初始化的状态。 5、允许设备加入网络 只有ZigBee协调器或路由器才能通过原语来设置节点处于允许设备加入网络的状态。当发起这个进程时，如果PermitDuration参数值为0x00，网络层管理实体将通过原语把MAC层的 macAssociationPermit PIB属性设置为FALSE，禁止节点处于允许设备加入网络的状态；如果 PermitDuration参数值介于0x01和0xfe之间，网络层管理实体将通过原语把macAssociationPermit PIB属性设置为TRUE，并开启一个定时器，定时时间为PermitDuration，在这段时间内节点处于允许设备加入网络的状态，定时时间结束，网络层管理实体把MAC层的macAssociationPermit PIB属性设置为FALSE；如果PermitDuration参数的值为0xff，网络层管理实体将通过原语把
ZigBee上游芯片厂商分析 ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。由于其低功耗；低成本；低复杂度，低速率和组网能力强而成为备受关注的一种通信方式。群所周知，任何一项通信技术及其所属于产业的发展离不开其核心芯片支持，核心芯片的工艺，性能，价格成本决定了所属产业的发展前景，ZigBee作为一项新兴的通信技术，上游芯片厂商在其指引整个ZigBee产业发展方面扮演了非常重要的角色。本文就此来分析下现今市场上ZigBee的主要芯片供应厂商。目前市场上ZigBee芯片提供商有：TI（Chipcon）；Freescale；Ember;Jennic；Atmel；Integration；NEC；OkI；Renesas;等9家。其中TI；Frescale；Ember；Jennic是市场上主导的供应厂商，这四大厂商基本上垄断了整个90%的市场份额。四大巨头势力都比较均衡，Jennic之前在整体实力和名气上可能稍有欠缺，但自从被NXP收购后，至少在行业影响力方面可以和其它三家的竞争对手平分秋色了。在技术应用方面，四大芯片厂商可以提供“ZigBeeRF+MCU”；“ZigBee协议栈芯片+外挂芯片”；“单SOC”等三种应用方案。这三种方案也是目前ZigBee产业芯片应用的主要应用方式。在“ZigBeeRF+MCU”方案中，“ZigBeeRF”是一款针对ZigBee协议及专有无线协议的2.4GHzIEEE802.15.4收发器，该序列的芯片集成度都比较高，仅需要极少的电子元器件便可搭建完整的ZigBee协议底层硬件平台，由于该类芯片只是一个符合物理层标准的芯片，它只负责调制解调无线通讯信号，所以必须结合单片机才能完成对数据的接收发送和协议的实现。一般通过SPI和外接的MCU来通讯，由外接的MCU来运行处理ZigBee协议规范里上层应用。TI的cc2420;Frescale的MC13XX;都是此类应用芯片。“ZigBee协议栈芯片+外挂芯片”，在该类应用中，“ZiBee协议栈芯片”都是一款集成了2.4G无线射频收发和微处理器功能的专用芯片，用户可以让该款芯片来处理运行ZigBee 协议栈和应用代码，但由于受片上Memory/处理器能力资源的限制，用户需额外配置一个存储芯片/MCU来完善整体的应用性能。Jennic的芯片多基于协议栈+外挂EEPROM的应用，而EMBER260序列是后者的典型应用。“单SOC”是随着半导体工艺发展而衍生的产物，也是当前最主要的一直应用方式，所谓“单SOC”是指把ZigBee射频和单片机以及Flash存储三部分集成在了一颗IC上所谓芯片，可以给用户PCB空间进一步缩小，降低了用户的硬件设计。这类芯片典型的有TI公司的CC2430;FrescaleMC1321x；Ember公司的EM250等。芯片只是实现功能的硬件“载体”，要达到完美的应用，都需要软件协议栈的强大支撑，以上所述的四大巨头都可以提供基于自家芯片的ZigBee协议栈，这其中像TI还是免费提供的。只有提供了基于自家芯片的ZigBee协议栈，开发者才能根据单片机的结构和寄存器的设置并参照协议中物理层部分和网络层部分的ZigBee协议自己去开发各自AP应用代码。如果芯片巨头没有自己的核心协议栈，别家的协议栈底层关于芯片寄存器地址部分的设置可能有所差异，这家给开发者的应用带来严重的阻碍，进而影响了其芯片的市场应用和市场份额。具体针对国内市场，由于整个ZigBee产业在国内相比于欧美市场有比较明显的差距，缺少上规模和有实质用量的应用，更多的还是停留在关注和学习阶段。因此这四大巨头在国内市场份额就体现出了一定的差异。从熟知度来说，应该是TI 序列的芯片名气是最大的，国内不少高校；研究所都是基于TI序列的芯片来研究学习ZigBee 的，很多ZigBee开发板；开发套件也都是基于TI芯片的，这可能与TI公司是最先免费提供自己ZigBee协议栈有一定的关系，降低了国内用户学习ZigBee技术的成本门槛。而像Frescale;Ember等公司由于一直还没有免费公布自己的ZigBee协议栈，其开发套件成本都在几W人民币，过高的学习费用门槛，导致普通学生或者工程师用户望尘莫及，因此在知名
芯片组件识别系统设计 摘要：为了设计制作高效芯片组件识别系统，对现有芯片组件识别系统工作原理和组成部分进行了研究。首先，概括了现有芯片组件识别系统。接着，对芯片组件识别系统的组成单元进行了分析，对图像处理系统中的图像滤波、图像阈值分割、图像边缘检测、图像识别环节所用到的各种算法进行了对比，叙述了控制反馈系统的工作原理。最后，设计出了新的的芯片组件识别系统，其结构与算法都得到了改进。分析结果表明：采用可旋转的双相机结构、可控的供光装置、联动机构和优化的算法可以有效提高芯片组件识别系统的性能。 关键词：芯片组件；图像处理；双相机结构；联动机构 Design of chip components identification system Wang Qing-liang ( School of Mechanical Engineering Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China) Abstract: In order to design efficient chip component identification system, study the working principle and the component of the existing chip component identification system.First, summarize the existing chip component identification system.Then,analysis the component of the existing chip component identification system, contrast the various algorithms used in the filter of the image、the threshold segmentation of the image、the edge detection of the image、the identification of the image in the image processing system. Narrative the working principle of the feedback of control system. Last, design a chip component identifi cation system with improved structure and optimized algorithms.The results show that: it can improve the property of the chip component identification system when use the structure of the dual-camera which can be rotated、the light device which can be controlled、linkage agency and the optimized algorithms. Key words:chip components; image processing; dual-camera structure; linkage agency 1 引言 自从1958年美国德克萨斯公司试制成功世界上第一块集成电路起，40余年来世界IC 产业经历了小规模、中规模、大规模、超大规模和特大规模集成电路的发展阶段。单块半导体硅晶片上集成的元器件数目越来越多，集成电路的功能和速度飞速提高。为满足人们日益增长的需求，应用于各行各业的芯片不断涌现。由于芯片应用环境不同，芯片以不同的封装形式出现，常用的封装形式有：DIP、QFP、TSOP、BGA、CSP、QFN。对于同样的封装的芯片，内部任何细节上的差异都将导致芯片会以不同型号提供给用户，这些型号上的差别可能以芯片型号里的一个字符的不同体现出来。这些细小的差别使用人工的方式加以识别，是难于完成的。对于不断小型化的芯片，人工识别是一个费时费力的过程，自动化的芯片识别系统将成为芯片识别的一种趋势。 随着集成电路技术发展，自动化的芯片识别技术随之诞生，自动化的芯片识别技术应用于芯片生产的环节中[1-2]，如裸芯片的检测，检测芯片的墨点、缺边、崩边、角度偏移等缺陷；用于芯片的定位环节中，如芯片的引脚的键合；用于芯片的类型识别环节中，如确定某块芯片组件中某种芯片的类型。因此为满足不同尺寸，不同封装的芯片
Zigbee技术简介 Zigbee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术， 它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。它此前被称作“HomeRF Lite”或“FireFly”无线技术，主要用于近距离无线连接。它有自己的无线电标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很低的功耗，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，因此它们的通信效率非常高。最后，这些数据就可以进入计算机用于分析或者被另外一种无线技术如WiMax收集。 Zigbee的基础是IEEE802.15.4这是IEEE无线个人区域网(Personal Area Network，PAN)工作组的一项标准，被称作 IEEE802.15.4(Zigbee)技术标准。 Zigbee不仅只是802.15.4的名字。IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，因此Zigbee联盟对其网络层协议和API进行了标准化(如下图2所示)。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点 的4K字节或者作为Hub或路由器的协调器的32K字节。每个协调器 可连接多达255个节点，而几个协调器则可形成一个网络，对路由传输的数目则没有限制。Zigbee联盟还开发了安全层，以保证这种便 携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其它节点获得。
Zigbee技术的主要特点包括以下几个部分: *数据传输速率低:一般在10kbps～250kbps，传输速率低，专注于低传输应用; *功耗低: 工作状态下平局功耗在几十毫瓦，休眠状态1μw。在低耗电待机模式下，两节普通5号干电池可使用6个月到2年，免去了充电或者频繁更换电池的麻烦。这也是Zigbee的支持者所一直引以为豪的独特优势; *成本低:因为Zigbee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本。且Zigbee协议免收专利费。 *时延短:通常时延都在15毫秒至30毫秒之间; *安全:Zigbee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES-128，同时可以灵活确定其安全属性; *网络容量大:每个Zigbee网络最多可支持255个设备（最大节点数达6万以上），也就是说，每个Zigbee设备可以与另外254台设备相连接; *优良的网络拓扑能力:ZigBee具有星、树和丛网络结构的能力。ZigBee设备实际上具有无线网路自愈能力,能简单地覆盖广阔围; *有效范围小:有效覆盖范围10～75米之间，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定，基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境; * 工作频段灵活:使用的频段分别为2.4GHz(全球)、868MHz(欧洲)及915MHz(美国)，均为免执照频段。
基于Zigbee技术的智能家居系统设计方 家居设备通过Zigbee 进行无线组网，把家居设备的信息和数字视频传输到因特网网络上， 进行实时的显示并进行后续的利用和控制；同时将收集各处传输进来的数字视频信息进行后续的处理和识别。如入侵检测，人脸检测和识别等。 智能家居又称为智能住宅，在国外常用Smart Home 表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（Electr ON ic Home、E-home）、数字家园（Digital Family）、家庭网络（Home Net/Networks for Home）、网络家居（NetworkHome）、智能家庭/建筑（Intel ligent Home/Building）等。 智能家居系统利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全。智能家居可以提供全方位的信息交换功能，帮助家庭与外部保持信息交流通畅，优化人们的生活方式，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。 1 项目概述 1.1 智能家居发展概况 智能家居是利用先进的计算机技术、嵌入式系统和网络通讯技术，将家庭中的各种设备（如照明系统、环境控制、安防系统、网络家电）通过家庭网络连接到一起的，自从美国在1984 真正的智能建筑出现以来，国外已经有将近30 年的研究历史，而国内在这方面的研究相对较晚，从2003 年才逐步应用于高端市场，而且标准不统一，如海信、海尔、清华大学等大家各自为营。由于智能家居系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化和个性化的独特魅力，使得智能家居的开发与建设成为21 世纪科技发展的必然趋势。随着全球对能源和环境的要求越来越高，而智能家居在节能方面的效果优势非常明显，因此具有非常广阔的市场前景。 1.2 开发板主要参数 本项目所使用开发板为Real6410 开发板，采用三星公司的ARM11 内核的处理器 S3C6410.开发板上还集成了123 M的DDR 内存以及1 GB NandFlash, 同时预留了
一、简介 ble蓝牙mesh自从推出协议栈以来，一直备受广大的开发者所关注，但是发展到现今，应用生态也是非常短缺，所以芯片的源头厂商推动力不强，也就那么几个厂商在维持。但是随着物联网的迅猛发展，AI的逐步落地，蓝牙mesh笔者相信不久的将来一定能引爆一个新的市场，带来全新的 二、蓝牙的分类 这里，蓝牙版本，就不做多的说明，因为网上随便都能很轻易的搜索到，这里我个人认为的蓝牙分类主要分一下五大类： 蓝牙分类应用场景趋势 蓝牙音频芯片1、蓝牙音箱[便携式蓝牙音箱]、[桌面蓝牙音箱]、[广场舞音箱] 2、蓝牙耳机[运动式蓝牙耳机]、[头戴蓝牙耳机] 3、还有早期使用这种芯片开发的SPP透传模块，如HC-05，这种处于淘汰边缘 只可了解，不能做产品。这个分类主要集中在蓝牙音箱和蓝牙耳机 蓝牙BLE方案1、智能手环 2、共享单车蓝牙开锁 3、智能成人用品、智能灯 4、工业上面蓝牙传输数据的应用进口，并且持续的成本高 蓝牙数传方案，双模BLE和SPP 1、车载OBD数传 2、蓝牙打印机产品 小众的应用，成本高 蓝牙音频+双模数据1、这个是目前的主打，因为超大的出货量，所以迅速的压低了芯片的成本 2、总的对比下来，这一块的芯片成本最低，因为应用场景最丰富 3、优点就是成本低廉，开发灵活，支持BLE和SPP，同时支持音频 4、缺点也很明显，因为兼容音频，所以带来功耗偏大，不适合做一些低功耗的 产品，所以手环类的就没戏了 这个是目前量最大的 市场，最充分的竞争 可以关注 蓝牙MESH1、最能想到的就是家庭灯具 2、酒店广播呼叫系统--KT6039A 3、远程抄表系统2491352264 4、只要需要低功耗、自组网的场景都适合 国产发力。重点关注