1 引言
目 前眾多的無線網路技術中，zigbee技術作為一種新興的無線網路技術，在工業控制、消費電子等領域以及科研開發中得到了關注和使用，顯示出其強勁的應用 勢頭。zigbee是一種低功耗、短距離和低速的無線網路技術，可以工作在2．4 ghz周際免執照的頻率，在ieee標準中，它和無線區域網、藍芽同屬802家族中的無線個人區域網路．zigbee由兩部分組成，物理和鏈路層符合 ieee802．15．4，網路和應用層符合zigbee聯盟的規範。zigbee聯盟是在2023年成立的非盈利組織，包括ti、霍尼威爾、華為在內兩 百多家成員。zigbee聯盟致力於推廣相容802．15．4和zigbee協議平台，制定網路層和應用架構的公共規範，希望在樓宇自動化、居家控制、家 用電器、工業自動控制和電腦外設等方面普及zigbee標準。常規的zigbee無線控制應用通常需要乙個微控制器和乙個符合zigbee-規範的無線收 髮器來協助完成目標應用，它們是分離的，電路連線複雜，元器件繁多，使得整個無線系統無法達到現代控制應用的嵌入式、微型化和片上性要求。
2 zigbee技術的整合化發展3 freescale mcl322x組成原理
freescale的mcl322x系列器件的尺寸僅為9．5 mmx 9．5mm×1.2 mm，採用99引腳lga封裝，內部整合有完整的低功耗2.4 ghz無線收發器和基於32位arm7 cpu核的mcu。目前mcl322x系列共有mcl3224和mcl3225 2個版本。圖1給出mcl322x組成原理框圖。其中符合zigbee標準的收發器(ieee 802．15.4收發器)工作在2．4 ghz ism頻段，16個可選頻道；收發器包括低噪音放大器、l mw輸出功率、帶vcc)的功率放大器(pa)、整合的傳送／接收(tx／rx)開關、不平衡變壓器(balun)、板內的電源穩壓器、擴充套件調製／解調 器、ieee802．15．4 mac硬體加速器和aes安全加密模組等。其與mcu內聯，通過mcu進行控制管理。
mcl322x內嵌微控制器(mcu)基於arm7 tdmi—s 32位cpu，具有強大的處理能力，mcu典型工作頻率為24mhz，最高可到26 mhz。儲存能力也有加強，mcu可自帶128 kb flash、96 kb sram和80 kb rom，這樣的儲存空間足夠支援未裁剪的zigbee協議棧所需的32 kb儲存空間以及其他複雜程式。內建的外設元件有8通道12位雙a／d轉換器、定時器、pwm、sci、spi、i2c、i2s以及多達64個gpio端 口。可以看出，mcl322x在單個晶元上整合了眾多功能元件和無線匹配網路器件，體現了其極高整合度的soc特性。
4 mcl322x的無線應用系統設計
4．1 應用構建
同 以往的zigbee應用一樣，mcl322x系列平台毋庸置疑地能夠繼續提供各種zigbee無線連線支援，其應用範圍包括：住宅和商業自動化，工業控 制，消費電子，安全監控，照明控制，安全訪問控制，暖通控制，空調系統，目動抄表系統，資產跟蹤和監控，國土安全，過程管理，環境監測，健康護理，病人監 護儀，健身監測，士兵聯絡，人機介面裝置，遠端控制，無線玩具等領域。
基j*/ic1322x構建的無線連線拓撲，可以設計成點對點連線、星型連線、簇狀連線和網狀連線等，如圖2所示。不同的應用可以選擇不同的zigbee 無線連線結構和覆蓋方案。比如家庭空調遙控器可使用點對點連線，煤礦瓦斯監控系統可選擇簇狀連線，森林防火監控系統可採用星型連線，小區集抄系統則使用網 狀連線。zigbee無線網路中的無線節點，根據應用情況安排中心節點、協調節點或終端節點，節點也可設定為單向傳送、單向接收或雙向通訊。通常，這種 zigbee無線網路還要通過中心節點與其他物件如pc主機、遠端網路、網際網路等進行資料通訊，以便完善高階控制管理應用。
從應用系統構建的複雜度、尺寸和元件數看，小體積封裝中的無線收發器和微控制器的組合首先簡化硬體電路，加之mcl322x直接整合有rf匹配元件、不平 衡變壓器等，使所用外圍元件更少，進而可使電路板做到更小、可靠性更高。圖3給出模組版圖比較，圖3(a)為原來使用雙器件(mcl319x+mcu)的 基礎電路模組版圖，圖3(b)為第二代mcl31 9x基礎電路模組版圖，圖3(e)為最新mcl322x基礎電路模組版圖，尺寸更小。實際上，圖中使用mcl322x的電路板尺寸僅為11o mm2，rf所用外部元件只需外接晶體和天線。硬體設計異常簡單，所以，有關rf的知識和難點可不予關注。
5 結語
在 分析討論現有zigbee技術整合化發展的基礎上，引入freescale公司的高整合度、高效能的mcl322x系列第三代zigbee平台，介紹基於 mcl322x的zigbee無線系統的構建技術和應用方法。實現了基於mcl322x，再加上很少的一些連線線和硬體資源，構建出符合zigbee規範 的無線控制器節點；同時，這種無線控制器具有功耗低、外圍器件少、尺寸小、成本低、效能高的特點，是無線控制應用的一種精簡解決方案。
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