ZigBee開發(fā)工具包完全解析

自從我第一次報道Zigbee開發(fā)工具包后發(fā)生了許多變化。盡管我曾經(jīng)疏于對新的工具包進(jìn)行報道，但我正打算改變這種狀況。我將用一系列文章來厘清過去幾年出現(xiàn)的大量工具包，本文是該系列文章的第一篇。這些系列文章將在每篇主文章中對一部分工具包進(jìn)行介紹。如果你沒有在文章中看到你要看到的工具包，請告訴我，我也許會在后續(xù)文章中進(jìn)行報道。 

802.15.4/ZigBee芯片和模塊 

隨著802.15.4協(xié)議和zigbee技術(shù)從紙面標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展為芯片和模塊等實物，有關(guān)802.15.4協(xié)議和zigbee的討論越來越多。對不熟悉這項技術(shù)的人來說，802.15.4是低速率(250Kbps)、近距離(100m)無線技術(shù)的一種。(看“"Short-Range Wireless Needs Long-Range Plans”)，此協(xié)議是zigbee技術(shù)的基礎(chǔ)，但它的使用可以不依靠Zigbee協(xié)議棧。(看“ZigBee Or 802.15.4 Network Layer—Is There Room For Both？”)事實上很多協(xié)議棧都基于802.15.4，這在另一篇文章中會談到。 

ZigBee還增加了802.15.4協(xié)議棧中沒有的許多特性。ZigBee標(biāo)準(zhǔn)定義了一些額外的層和服務(wù)，例如具有自我修復(fù)功能的網(wǎng)狀網(wǎng)。雖然802.15.4提供基礎(chǔ)設(shè)施，但ZigBee能讓房間更適于居住。事實上，家庭應(yīng)用將是ZigBee產(chǎn)品的主要目標(biāo)應(yīng)用。 

ZigBee標(biāo)準(zhǔn)由ZigBee聯(lián)盟管理。標(biāo)準(zhǔn)定義包含了提供產(chǎn)品之間互操作層的規(guī)范。這些規(guī)范由一系列應(yīng)用來定義，比如HVAC(加熱、通風(fēng)和空調(diào))和家庭自動化。理論上,支持特定協(xié)議的不同產(chǎn)品應(yīng)該能互通互連。例如，一個家庭自動化ZigBee開關(guān)應(yīng)該能控制家庭自動化ZigBee燈的開和關(guān)。 

ZigBee標(biāo)準(zhǔn)和ZigBee聯(lián)盟為業(yè)界帶來了好處，但對誰需要加入這個聯(lián)盟最初存在一些混亂(看“ZigBee Surprise？”)。不出所料，聯(lián)盟現(xiàn)在把會員資格和認(rèn)證鏈接公布在主頁上，一些供應(yīng)商也開始在他們的開發(fā)工具包中加入類似信息。 

為什么必須這么做呢？因為從事無線產(chǎn)品開發(fā)不僅僅是定購芯片、將芯片設(shè)計到系統(tǒng)中、添加協(xié)議棧，然后銷售產(chǎn)品。如果你想在你的產(chǎn)品上打上ZigBee標(biāo)志，現(xiàn)在正是做更多努力的時候，無論你是采用原始芯片(raw chip)還是模塊。 

這個系列中關(guān)于開發(fā)包和軟件的介紹以及后續(xù)文章都討論了芯片、模塊和軟件方面的問題。通常情況下，軟件棧將是一個“購買而非構(gòu)建”的問題，但是每一家供應(yīng)商提供的解決方案在特性、性能和授權(quán)方面都存在很大不同。從硬件來講，如果你從芯片開始設(shè)計，則對FCC的一些主要評審項目應(yīng)有所準(zhǔn)備。從頭開始的每一樣設(shè)計都必須經(jīng)過認(rèn)證，這個過程產(chǎn)生的費用對小公司而言不算小，當(dāng)需要認(rèn)證的產(chǎn)品數(shù)以萬計時，分期償還這筆費用可能對公司產(chǎn)生很大影響。這也是模塊常常得以采用的原因。 

模塊一般都封裝了無線芯片和可能更多其他芯片，比如常常嵌入了協(xié)議棧的微型控制器。模塊的接口通常為串行接口，例如SPI接口或I2C接口。模塊本身而不是其應(yīng)用通過了FCC認(rèn)證，因此采用模塊是在設(shè)計中增加無線技術(shù)的一條捷徑。 

關(guān)于開發(fā)工具包和開發(fā)包的介紹 

為開始這些系列文章的寫作，我研究了分析工具包和基于二元模塊的解決方案。我基于FIFO來寫這些評論，所以請不要試圖在我的選擇中尋找主要趨勢。 

診斷工具包是網(wǎng)絡(luò)測試方案提供商Daintree Networks的傳感器網(wǎng)絡(luò)分析器(SNA)。它通常與其他供應(yīng)商的硬件和開發(fā)包捆綁在一起。即使捆綁的不是SNA，也肯定是類似的工具包，盡管不一定總是有用。不使用分析儀是難以進(jìn)行開發(fā)的，因為開發(fā)者根本無從知曉網(wǎng)絡(luò)上究竟發(fā)生了什么。 

Rabbit半導(dǎo)體公司的產(chǎn)品采用了MaxStream公司的XBee，并將之與基于Rabbit 3000微型控制器的RCM3720模塊連接。XBee模塊可以與大部分Rabbit半導(dǎo)體公司的Rabbit 3000和Rabbit 4000模塊連接。因為采用了AT式串行指令集，所以射頻模塊既可獨立工作也可以與微型控制器一起工作。 

Crossbow公司的解決方案也基于模塊，它的Mote技術(shù)能提供一個魯棒的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。 

在這些系列文章中，我主要評論被設(shè)計用來為開發(fā)者提供“即開即用”支持的開發(fā)工具包，而不是演示版工具包或者用來開發(fā)協(xié)議棧的平臺。使用演示版工具也許能為設(shè)計帶來幫助，但產(chǎn)品上市時間根據(jù)最終產(chǎn)品的定制化程度可能差別很大，尤其是如果你打算在自己的電路板上構(gòu)建設(shè)計(這要求通過FCC認(rèn)證，那又將是另外一回事了)。 

芯片的價格將趨向低于$5，但模塊的價格從$20起步，并將隨功能的增加而升高。所有硬件都以電池供電，但電池使用壽命是不定的，因為它的使用壽命受每個節(jié)點工作時間的影響。當(dāng)閱讀技術(shù)規(guī)范和設(shè)計系統(tǒng)時一定要小心，電源使用壽命可能完全不一樣。 

此系列文章中的大工具包至少是第二或第三代的，所以它們比先前文章中提到的工具包性能更佳。接下來我們將要討論的是面向2.4GHz和900MHz應(yīng)用的工具包。