¿Cuáles son las ventajas de la tecnología ZigBee? Introducción a la función del sistema ZigBee [explicación detallada]
1 Ventajas técnicas de ZigBee
Las ventajas técnicas de ZigBee son las siguientes:
(1) Ahorro de energía. Debido al corto ciclo de trabajo de la tecnología ZigBee, el bajo consumo de energía para enviar y recibir información y el uso del modo de suspensión, puede garantizar que dos baterías AA se puedan usar durante aproximadamente 6 meses a 2 años. El consumo de energía correspondiente a diferentes aplicaciones es naturalmente diferente.
(2) Confiable. La tecnología ZigBee utiliza un mecanismo para evitar colisiones para reservar espacios de tiempo dedicados para servicios de comunicación que requieren un ancho de banda fijo para evitar competencia y conflictos al enviar datos. La capa MAC adopta un mecanismo de transmisión de datos totalmente confirmado y cada paquete de datos enviado debe esperar la información de confirmación del receptor.
(3) Bajo coste. El módulo es económico y el protocolo ZigBee no tiene patente.
(4) El retraso de tiempo es corto. Está optimizado para aplicaciones sensibles a la latencia, con una latencia de comunicación y una latencia de activación muy cortas desde el estado de suspensión. La latencia típica de búsqueda de dispositivos es de 30 ms, la latencia típica de activación del modo de suspensión es de 15 ms y la latencia de acceso al canal del dispositivo activo es de 15 ms.
(5) Los ajustes de comunicación del nodo son fáciles de configurar.
(6) Gran capacidad de red. ZigBee puede conectarse en red en estructuras de estrella, malla o árbol, y puede conectarse mediante cualquier nodo para formar una estructura de red más grande. En teoría, puede conectar hasta 64.000 nodos. 1 red ZigBee puede acomodar hasta 254 dispositivos esclavos y 1 dispositivo maestro, y pueden existir hasta 100 redes ZigBee simultáneamente en 1 área.
(7) Seguridad. ZigBee proporciona funciones de autenticación y verificación de la integridad de los datos. El algoritmo de cifrado utiliza AES-128 y cada aplicación puede determinar de manera flexible sus atributos de seguridad.
(8) Universalidad global y apertura total. El protocolo estándar ZigBee facilita la comunicación entre dispositivos ZigBee.
2 Características técnicas del CC2430
El chip CC2430 continúa la arquitectura del anterior chip CC2420 e integra el front-end de radiofrecuencia ZigBee, la memoria y el microcontrolador en un solo chip. Adopta 1 MCU de 8 bits (8051), con memoria flash programable de 128 KB y RAM de 8 KB. También incluye conversión de analógico a digital (ADC), múltiples temporizadores, coprocesador AES-128, temporizador Watchdog, temporizador en modo de suspensión con oscilador de cristal de 32 kHz, circuito PowerOnReset, circuito BrownOutDetection y 21 pines de E/S programables. ¿El chip CC2430 utiliza 0,18? Proceso MCMOS; en los modos de recepción y transmisión, el consumo de corriente es inferior a 27 mA y 25 mA respectivamente. El modo de suspensión del CC2430 y las características de cambio extremadamente corto al modo activo son particularmente adecuados para aplicaciones que requieren una batería de larga duración.
3 Módulo de transmisión de datos GPRS DL6200
El hardware central del módulo DL6200 está diseñado y producido utilizando chips GPRS producidos por fabricantes de productos de comunicaciones móviles de renombre mundial, con alta confiabilidad. Cuando utilice DL6200, solo necesita estar familiarizado con los conocimientos de comunicación serie para comunicarse a través de la red GPRS. No le importa la parte del circuito de radiofrecuencia del módulo (que utiliza la red pública del operador de telefonía móvil) y las conexiones de hardware relacionadas, no le importa el conjunto de comandos AT, todas las operaciones relacionadas con la respuesta AT las completa el módulo DL6200 dentro del módulo. módulo no le importa el protocolo TCP/IP y el conocimiento de Internet: dado que el módulo GPRS es un método de comunicación basado en Internet, debe tratar con Internet durante el uso. Todo el intercambio de información con la red se completa automáticamente. el módulo DL6200 sin la participación del usuario; los usuarios no necesitan tener una dirección IP fija; hay dos tipos: formato y transmisión transparente; tiene modo de trabajo normal y modo de trabajo de ahorro de energía; puede conectarse directamente a varios software de configuración; admite el modo de transmisión de datos pasivo basado en bus.
4 Estructura del sistema y principio de funcionamiento
4.1 Estructura y función del sistema
El sistema consta de una red externa y una red interna. La red externa consta de un módulo de transmisión de datos GPRS y una PC, y la información se puede transmitir entre los dos a través de TTL\RS232\RS485. La interfaz de nivel de la computadora host es TTL.
La intranet consta de un PC y un módulo de comunicación de datos inalámbrico ZigBee, conectados a través de un puerto serie. La red ZigBee consta de un coordinador, un enrutador y un equipo terminal. Los coordinadores y enrutadores se denominan dispositivos FFD de función completa y los dispositivos finales se denominan dispositivos RFD de función reducida.
Dado que el equipamiento del sistema es relativamente simple, adopta el modo de red en estrella, con sensores de ventanas y sensores de puertas como dispositivos terminales y el módulo inalámbrico ZigBee como coordinador. El sistema tiene una estructura simple, por lo que no se requiere enrutador. Como se muestra en la Figura 3.
(1) El usuario envía comandos SMS al módulo de transmisión de datos GPRS DL6200 a través del teléfono móvil GSM externo. Después de recibir el comando, el DL6200 lo interpreta. Una vez completada la explicación, se enviará al módulo de comunicación inalámbrica ZigBee CC2430 en la intranet. El módulo enviará el comando al dispositivo terminal correspondiente. El dispositivo terminal tomará las acciones correspondientes después de recibir el comando.
(2) Después de recibir el comando, el dispositivo terminal tomará las acciones correspondientes y responderá a la capa superior, y transmitirá los datos requeridos por la capa superior al dispositivo de la capa superior a través del módulo CC2430. La computadora host recibe la información del dispositivo terminal y la envía al teléfono móvil del usuario en forma de mensajes de texto a través de DL6200.
(3) Cuando hay una respuesta de interrupción, si hay un ladrón en casa, se activará el dispositivo de alarma y el dispositivo terminal enviará un mensaje al usuario lo antes posible para indicar una alarma.
Diseño de hardware del sistema 4.2
DL6200 no necesita preocuparse por el conjunto de instrucciones AT. No hay necesidad de preocuparse por el protocolo TCP/IP y el conocimiento de Internet, todo el intercambio de información con la red se completa automáticamente mediante el módulo DL6200. Se conecta directamente a varios software de configuración sin controladores especiales. Estas características del DL6200 facilitan el diseño del hardware. Su RXD y TDX deben conectarse a RX y TX de ZigBee para enviar y recibir datos.
4.3 Diseño del software del sistema
El software del sistema completa principalmente la recopilación de datos y el envío y recepción de datos a través de la operación del protocolo de red ZigBee, incluida la inicialización, el diseño del programa de envío y recepción, el monitoreo de señales de alarma, el control remoto. controlar el procesamiento de comandos y la espera de ejecución.
El envío y recepción del sistema adopta la función de envío de ping-pong.
5 Conclusión
El módulo inalámbrico ZigBee tiene las ventajas de un bajo consumo de energía y un bajo costo. Además de satisfacer la demanda de velocidad de transmisión de las personas, se popularizará en todos los hogares en un futuro cercano. familiar. Además, el uso de redes inalámbricas elimina la carga de la redecoración. La red inalámbrica ZigBee puede agregar o reducir sus nodos en cualquier momento y tiene capacidades de autoorganización para la red. Por tanto, el nivel económico de los bienes y la dificultad de la tecnología se han convertido en condiciones inevitables para el desarrollo.