131 1300 0010
隨著我國物聯網正進入發展的快車道，ZigBee也正逐步被國內越來越多的用戶接受。ZigBee技術也已在部分智能傳感器場景中進行了應用。如在北京地鐵9號線隧道施工過程中的考勤定位系統便采用的是ZigBee，ZigBee取代傳統的RFID考勤系統實現了無漏讀、方向判斷準確、定位軌跡準確和可查詢，提高了隧道安全施工的管理水平;在某些高檔的老年公寓中，基于ZigBee網絡的無線定位技術可在療養院或老年社區內實現全區實時定位及求助功能。由于每個老人都隨身攜一個移動報警器，遇到險情時，可以及時的按下求助按鈕不但使老人在戶外活動時的安全監控及救援問題得到解決，而且，使用簡單方便，可靠性高。本文介紹基于CC2530的ZigBee協調器節點設計。
ZigBee無線通信網絡主要由協調器、路由器及終端設備3種節點組成。在網絡建立之初，每個網絡有且僅有一個協調器節點，主要負責網絡的發起、參數的設定、信息的管理及維護功能，也可用來協助建立安全層和應用層的綁定。鑒于協調器節點的硬件及軟件設計最為復雜，本文主要介紹協調器節點的設計方法。協調器節點主要由處理器模塊、RF前端、電源管理模塊及各外部接口等組成，也可根據需要增加傳感器及GSM/GPRS等模塊。協調器的主要硬件結構圖如圖1所示。
處理器模塊采用CC2530作為主控芯片［5］。CC2530是一個兼容IEEE802.15.4的、真正的片上系統，支持專有的IEEE802.15.4以及ZigBee、ZigBeePRO和ZigBeeRF4CE標準。CC2530集成了2.4GHz的射頻收發器、增強型工業標準的8051MCU、最大256KB可編程FLASH、8KB的RAM并提供有一套廣泛的外設集（包括2個USART、12位ADC和21個通用GPIO）。同時，CC2530可以配備TI的一個標準兼容或專有的網絡協議棧（RemoTI、Z-Stack或SimpliciTI）來簡化開發，其RF發送輸出功率為4.5dBm，接收靈敏度為-97dBm。
RF前端采用TI公司的集成度很高的射頻前端芯片CC2591。CC2591工作在2.4GHz，內部集成有增益為+22dBm的功率放大器（PA）、低噪聲放大器、平衡轉換器、交換機、電感器和RF匹配網絡等。接收部分內部集成的LNA接收增益最大為11dBm，噪聲系數為4.8dB，接收機靈敏度可提高6dB，能顯著增加無線系統的覆蓋范圍。
本系統可采用外接電源及干電池聯合供電的方式。當外接電源無效時，也可采用干電池為系統供電，以保證系統各節點的正常運行。
一般情況下，協調器節點接口主要包括串行接口、電源接口及JTAG接口，也可增加USB接口。當管理機無串口時，采用USB接口可使該節點應用更為方便靈活。
天線可采用SMA天線與倒F天線相結合的方式。其中SMA是Sub-Miniature-A的簡稱，全稱應為SMA反極性公頭，就是天線接頭是內部有螺紋的，里面觸點是針（無線設備一端是外部有螺紋，里面觸點是管），這種接口的無線設備是最普及的；倒F天線的設計可采用TI公司公布的參考設計，該天線的最大增益為+3.3dB，完全能夠滿足CC2530工作頻段的要求。
