ZigBee作為一種個人網(wǎng)絡(luò)的短程無線通信協(xié)議，已經(jīng)日益為大家所熟知，它最大的特點就是低功耗、可組網(wǎng)，特別是帶有路由的可組網(wǎng)功能，理論上可以使 ZigBee覆蓋的通訊面積無限擴展。本篇文章，將為大家介紹TI的ZigBee主控芯片CC2530、CC2538及其典型應(yīng)用案例。

　　CC2530簡介

　　CC2530 是用于2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee 和RF4CE 應(yīng)用的一個真正的片上系統(tǒng)（SoC）解決方案。它能夠以非常低的總的材料成本建立強大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。CC2530 結(jié)合了領(lǐng)先的RF 收發(fā)器的優(yōu)良性能，業(yè)界標準的增強型8051 CPU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-KB RAM 和許多其它強大的功能。CC2530 有四種不同的閃存版本：CC2530F32/64/128/256，分別具有32/64/128/256KB 的閃存。CC2530 具有不同的運行模式，使得它尤其適應(yīng)超低功耗要求的系統(tǒng)。運行模式之間的轉(zhuǎn)換時間短進一步確保了低能源消耗。

　　一、功能框圖

　　下圖是CC2530 的方框圖，圖中模塊大致可以分為三類：CPU 和內(nèi)存相關(guān)的模塊；外設(shè)、時鐘和電源管理相關(guān)的模塊，以及無線電相關(guān)的模塊。

　　二、典型案例

　　（1）可編程邏輯控制器

　　可編程邏輯控制器 （PLC） 的處理和控制實施包含從測試實驗室和制造工廠到軍事與醫(yī)療電子產(chǎn)品以及基本數(shù)據(jù)采集的所有范圍。它們利用各種傳感器和反饋機制通過收集、存儲和分析數(shù)據(jù)來監(jiān)視和控制本地環(huán)境和系統(tǒng)/機器交互。從傳感器獲得的數(shù)據(jù)包含精密測量和對模擬電壓/電流中超低值或細微更改的處理。

　?。?）病患監(jiān)控

　　隨著時間的推移，出現(xiàn)了多種用于測量血壓、葡萄糖水平、脈搏、呼氣末二氧化碳及其它各種生物值的便攜式單參數(shù)監(jiān)護儀/儀表。如今，病人監(jiān)護儀是能夠適 應(yīng)各種臨床應(yīng)用、支持各種有線和無線接口的靈活的便攜式設(shè)備。無論監(jiān)護儀是單參數(shù)設(shè)備還是多參數(shù)設(shè)備，目標功能、功耗和多功能系統(tǒng)通常是關(guān)鍵要求。如今，監(jiān)護儀可以跟隨病人出入手術(shù)室、重癥監(jiān)護室、病房，甚至他們的住宅。這對當今世界醫(yī)療事業(yè)極為重要。

　　當今的病人監(jiān)護儀最重要的特性是可移動性、簡便易用和可輕松進行病人數(shù)據(jù)傳輸?？梢苿有园銛y性和與其它醫(yī)療設(shè)備（如麻醉機或除顫器）相連的能力。簡便易用可通過觸摸屏和多級菜單驅(qū)動的配置文件來實現(xiàn)，這些配置文件可以根據(jù)環(huán)境和病人的重要統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行配置。需要在從無線到 RS232 的所有設(shè)備上實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。所有地區(qū)的醫(yī)院可能都會支持某個特定的基礎(chǔ)設(shè)施；而救護車、住宅和其它環(huán)境則需要支持不同的協(xié)議。最大程度地降低醫(yī)療成本這一不斷增加的需要正在促使醫(yī)療供應(yīng)商在醫(yī)院外進行病人治療和監(jiān)控。為新興經(jīng)濟體中人口高度集中的農(nóng)村和偏遠地區(qū)提供醫(yī)療正在推動對遠程病人監(jiān)控和遠程醫(yī)療的 需要。

　　除此之外，CC2530還可以應(yīng)用于2.4-GHz IEEE 802.15.4 系統(tǒng)、RF4CE 遠程控制系統(tǒng)（需要大于64-KB閃存）、ZigBee 系統(tǒng)（256-KB 閃存）、家庭/樓宇自動化、照明系統(tǒng)、工業(yè)控制和監(jiān)控、低功耗無線傳感網(wǎng)絡(luò)、消費型電子、醫(yī)療保健等方面。

　　CC2538簡介

　　一、描述

　　CC2538xFnn 是一款針對高性能 Zigbee 應(yīng)用的理想片上系統(tǒng) （SoC）。 該器件包含基于 ARM Cortex M3 的強大的 MCU 系統(tǒng)，具有高達 32KB 的片上 RAM 和高達 512KB 的片上閃存以及可靠的 IEEE 802.15.4 射頻功能。 這使得該器件能夠處理涉及安全性、要求嚴格的應(yīng)用以及無線下載的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)堆棧。 32 個通用輸入和輸出 （GPIO） 以及串行外設(shè)接口可實現(xiàn)到電路板其它部分的簡單連接。強大的安全加速器可在 CPU 處理應(yīng)用任務(wù)的同時實現(xiàn)快速且高效的認證和加密。 具有保持功能的低功耗模式可實現(xiàn)從睡眠狀態(tài)中的快速喚醒并且大大降低了執(zhí)行周期任務(wù)時的能耗。為了實現(xiàn)順利平穩(wěn)開發(fā)，CC2538xFnn 包括一個強大的調(diào)試系統(tǒng)和一個綜合性驅(qū)動器庫。 為減小應(yīng)用閃存封裝尺寸，CC2538xFnn ROM 包含一個實用函數(shù)庫和一個串行引導(dǎo)加載程序。 CC2538 與 TI 免費提供的 Z-Stack 軟件解決方案搭配使用，可提供市場上功能最強大、最穩(wěn)定的 ZigBee 解決方案。

　　二、應(yīng)用

????? 主要應(yīng)用在在智能電網(wǎng)和家庭局域網(wǎng)、家庭和樓宇自動化、智能照明系統(tǒng)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)等方面。主要終端應(yīng)用可以應(yīng)用在冰箱和冰柜、洗衣機和烘干機、建筑照明、電表、燃氣表、用于 HMI 和 POS 的單板計算機、筒燈和低頂燈、訪問控制 HMI 鍵盤。

　　三、CC2538可破解智能照明統(tǒng)一控制的難題

　　CC2538 為高集成度ZigBee解決方案，它在單個硅芯片上集成了ARM Cortex M3 MCU、存儲器以及硬件加速器，支持ZigBeePRO、ZigBee Smart Energy及ZigBee Home Automation以及照明標準，能與現(xiàn)有及未來ZigBee產(chǎn)品實現(xiàn)互操作。此外，該SoC還支持采用IEEE 802.15.4 及6LoWPAN IPv6網(wǎng)絡(luò)的IP標準化開發(fā)，可實現(xiàn)最高的靈活性，具有極高的成本效益。

　　升級內(nèi)核擴大芯片應(yīng)用范圍：

　　為進一步迎合智能照明中的組網(wǎng)及統(tǒng)一控制的需求，CC2538芯片將MCU從8位升級到32位，通過集成型ARM Cortex-M3內(nèi)核實現(xiàn)對集中網(wǎng)絡(luò)的高效處理，使其在智能照明系統(tǒng)中起到網(wǎng)關(guān)的作用。在新版Zigbee Light Link標準中，智能燈具的遙控器被虛擬成一個網(wǎng)關(guān)，燈具的開/關(guān)、亮度或色彩調(diào)節(jié)等參數(shù)均可通過一個遙控器或智能手機來控制。雖然ZigBee為網(wǎng)狀網(wǎng) 結(jié)構(gòu)，但在智能家庭網(wǎng)絡(luò)實際組網(wǎng)過程中很難做到每個房間中均有一個ZigBee網(wǎng)關(guān)。采用了CC2538和CC2530 芯片的智能照明系統(tǒng)，很好地解決了這個問題。配有CC2530芯片的燈具，價格較為低廉，可以安裝在每個房間中并起到路由器的作用。而裝配有CC2538 芯片的燈具則非常適合用作網(wǎng)關(guān)設(shè)備。

　　支持更多協(xié)議：通過128K至512K 的可擴展閃存存儲器選項，CC2538可以支持更多協(xié)議棧，如ZLL燈光協(xié)議、標準家庭智能化協(xié)議，甚至支持在北美普遍應(yīng)用的智能能源（Smart Energy）協(xié)議棧，處理能力非常強大。

　　高安全性：通過AES-128/256、SHA2集成型硬件加密引擎、可選ECC-128/256與RSA 硬件加速引擎，CC2538提升了系統(tǒng)的安全等級，并降低了安全密鑰交換的能耗。

　　低功耗：CC2538針對電池供電應(yīng)用進行了優(yōu)化，在睡眠模式下電流使用僅為 1.3uA。

　　此外，通過集成型引腳對引腳兼容的8K至32K RAM選項，CC2538可實現(xiàn)最大的靈活性，能支持具有多達數(shù)百個端節(jié)點的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。最值得一提的是，CC2538可安全工作在高達125℃高溫環(huán)境下。

　　智能能源、家庭自動化以及照明系統(tǒng)的動態(tài)屬性決定了其需要高性能與高靈活性才能滿足制造商對不同存儲器、安全性以及標準支持的需求。CC2538不但 具有高集成度，而且還支持ZigBee以及其它諸如802.15.4與6LoWPAN IPv6等基于IP的標準，很好地滿足了智能能源基礎(chǔ)設(shè)施、家庭樓宇自動化以及智能照明系統(tǒng)的需求。

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