基于CC2430的ZigBee无线组网技术

3  ZigBee网络的硬件构成及工作流程

3.1  CC2430片上的系统

CC2430是TI公司的第二代ZigBee平台和真正SoC解决方案。它兼容IEEE802.15.4标准,并在单个芯片上整合了ZigBee射频(RF)前端、内存和微控制器。CC2430使用1个8位MCUC8051),具有128KB可编程闪存和8KB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(Watchdogtimer)、32kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路(PowerOnReset)、掉电检测电路(Brownoutdetection)以及21个可编程I/O引脚。CC2430芯片采用0.18CMOS工艺生产;在接收和发射模式下,其电流损耗分别低于27mA和25mA。CC2430的休眠模式和转换到主动模式的超短时间特性,特别适合那些要求电池寿命非常长的应用,ZigBee传感器网络节点的结构框图如图2所示。

3.2  ZigBee主节点工作流程

ZigBee主节点的工作流程如图3所示。

首先由ZigBee网络中主节点发起信道扫描，经通道能量扫描检测API,选择可用通道并建立WAN,再创建一个与从机相关的信息注册表。注册表内容有从机的ID号、连接状态、是否唤醒等信息。主控节点接入后,先对注册表进行检査，若发现网络中有未分配的ID,则主机发搜索命令,如果有从机回应,则为其分配此ID号，然后由主机切换到工作信道,等待从机发回应答包，若ID号匹配，则分配成功，主机更新注册信息列表。主机可以分别对注册信息列表中的有效ID发送数据请求，以获取传感器(如温度、湿度、烟雾含量等)相关数据信息。若某ID在最大允许通信时间内没有发送应答信息，那么，主机将再次更新该ID的注册信息列表，如果确认与从机失去联系，则将该ID号予以注销。

从机节点上电后，首先监听默认信道，如果收到主机发送的搜索命令，则回应主机，并附上自己的随机码。在收到主机的注册命令后，先对比随机码，若匹配，则切换到工作信道，并使用注册命令中分配的ID号发送应答包，以完成注册。随后传感器采集相关数据，等待主机呼叫传感器的命令,数据发送完成后进入休眠，若一定时间后唤醒，则再次进行数据采集，如此循环，中间采集到的数据量可以通过液晶等方式进行直观的显示，并可以设定刷新时间频率，以实现精确及时的控制。直到主节点发出完成命令，整个过程完成。

4  结语

近年来，随着ZigBee技术的日趋成熟，市场对 ZigBee产品的应用需求也越来越大。而基于 CC2430的ZigBee技术可用于网络平台的工程控制， 且其成本低、功能强大、组网灵活，非常符合ZigBee 技术的应用特点，因而具有良好的应用前景。