作者：吳線 嵌入式無(wú)線高級(jí)工程師

一、ARM內(nèi)核ZigBee無(wú)線單片機(jī)強(qiáng)勢(shì)登場(chǎng)

    面對(duì)強(qiáng)勁的全球金融海嘯對(duì)電子和信息產(chǎn)業(yè)的沖擊，但是代表新興產(chǎn)業(yè)浪潮和技術(shù)創(chuàng)新的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)，卻是市場(chǎng)紅火，春風(fēng)鋪滿，百花盛開。很多大型芯片廠家，雖然消減了一些其它項(xiàng)目，但是卻加大了在低功耗無(wú)線，短距離無(wú)線互聯(lián)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)方面的投入強(qiáng)度，使一大批這個(gè)領(lǐng)域的新技術(shù)和新的SOC（片上系統(tǒng)）產(chǎn)品提前進(jìn)入市場(chǎng)。

    在這些新產(chǎn)品中，F(xiàn)reescale公司最新推出該公司的第三代ZigBee SoC---ARM內(nèi)核的ZigBee無(wú)線單片機(jī)MC13224，是一顆最耀眼的新星。該芯片是全球首個(gè)實(shí)現(xiàn)了集成標(biāo)準(zhǔn)ARM內(nèi)核和強(qiáng)大的32位高速處理計(jì)算能力， 內(nèi)置FLASH， SRAM和 ROM，AD/DA轉(zhuǎn)換等 大量外圍電路，IEEE802.15.4 –ZigBee2006 高頻電路和最新ZigBee 2007/PRO協(xié)議棧，完美集成到了一個(gè)10X10毫米大小的芯片中（芯片外觀見圖1，芯片內(nèi)部功能組成見圖2）。

   

    圖1 MC13224 芯片外觀

    用戶只需要外加天線（或者使用PCB天線）和晶體等很少幾個(gè)零件，就可以構(gòu)成一個(gè)功能強(qiáng)大的可以運(yùn)行ZigBee 2007/PRO和ZigBee  RF4CE等多種高級(jí)無(wú)線協(xié)議棧的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者路由器。

    該芯片和目前市場(chǎng)上已經(jīng)面市的ZigBee單芯片系統(tǒng)最大的不同是：

    1.1 具有超低功耗，使用普通AA堿性電池，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗節(jié)點(diǎn)10年無(wú)需要更換電池。
    1.2 內(nèi)置96K的靜態(tài)存儲(chǔ)器，128K閃存，同時(shí)將大量MAC處理代碼和基礎(chǔ)I/O代碼存放在ROM中，為ZigBee和其它協(xié)議棧節(jié)省了大量程序空間，使采用該芯片的系統(tǒng)，具有更大大網(wǎng)絡(luò)容量和網(wǎng)絡(luò)管理能力，能夠?qū)崿F(xiàn)超大型高可靠無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)。而且也可以有更多的空間運(yùn)行用戶自己的應(yīng)用軟件。
    1.3 32位強(qiáng)大的處理能力，使運(yùn)行ZigBee網(wǎng)絡(luò)時(shí)的加密通訊和大量的加密算法，顯得輕松容易。
    1.4 價(jià)格低廉，從該公司網(wǎng)頁(yè)上看到，購(gòu)買1000片時(shí)，MC13224每片價(jià)格僅僅4.7美元。

   

    圖2 MC13224 功能框圖

    二、無(wú)線互聯(lián)和無(wú)線傳感器市場(chǎng)將更加火爆

    ARM內(nèi)核ZigBee無(wú)線單片機(jī)的上市，給無(wú)線互聯(lián)和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，將帶來(lái)一系列新的變化：

    2.1 功耗更低的競(jìng)賽：MC13224不僅可以使用普通堿性電池，實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的工作時(shí)間，而且可以使用更為小巧的紐扣電池供電，這就為實(shí)現(xiàn)能量搜集這樣的微功耗傳感器網(wǎng)絡(luò)，打下了很好基礎(chǔ)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用太陽(yáng)能，風(fēng)能，振動(dòng)，化學(xué)等自然能量來(lái)提供能源將迅速變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
    2.2 更加大型，高可靠性商業(yè)用途無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)成為可能。目前以8051為內(nèi)核ZigBee無(wú)線單片機(jī)，在家庭自動(dòng)化，遙控，節(jié)能等應(yīng)用中，是很好的選擇，但是對(duì)于大型商業(yè)樓宇的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和大型工廠和農(nóng)業(yè)應(yīng)用等，需要更大型的組網(wǎng)功能，使用32微ARM強(qiáng)大的處理能力和網(wǎng)絡(luò)控制能力，就顯得非常必要。32位內(nèi)核無(wú)線單片機(jī)的上市，必將加速這方面的應(yīng)用（圖3是一個(gè)典型的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)采用成都無(wú)線龍通訊的產(chǎn)品MC13224  ZigBee  PRO 傳感器節(jié)點(diǎn)）。

   

    圖3 采用MC13224節(jié)點(diǎn)和路由器的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

    2.3 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視管理更加方便容易
    采用32位處理器內(nèi)核后，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)組織，維護(hù)和路由等，能夠在更短的時(shí)間內(nèi)完成，由于芯片內(nèi)部可以運(yùn)行實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，所以可以輕松實(shí)現(xiàn)多任務(wù)和多進(jìn)程，能留出更多時(shí)間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)加密通訊算法和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控算法，這樣，不僅僅能快速實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控任務(wù)，將傳感信息直接連接到互聯(lián)網(wǎng)，而且還能實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)自動(dòng)定位計(jì)算，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)維護(hù)等高級(jí)功能（圖4是采用GUI界面監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)的情況，截圖是來(lái)自成都無(wú)線龍通訊公司自主開發(fā)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位和監(jiān)控軟件包）。

   

    圖4 支持強(qiáng)大GUI遠(yuǎn)程無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件

   三、有橋又有船，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)設(shè)計(jì)將更加順暢
    MC13224這樣單芯片ZigBee無(wú)線單片機(jī)的上市，為更多的電子工程師和更多的企業(yè)投入無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線互聯(lián)產(chǎn)品的開發(fā)，提供了極大的方便，這是因?yàn)槎嗄陙?lái)ARM嵌入式設(shè)計(jì)的知識(shí)已經(jīng)非常普及，大量相關(guān)的教材和免費(fèi)資源，已經(jīng)使很多工程師非常熟悉了ARM處理器的體系和結(jié)構(gòu)，包括軟件開發(fā)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)和方法，目前開發(fā)MC13224這樣的無(wú)線單片機(jī)，從開發(fā)環(huán)境，使用工具和軟件結(jié)構(gòu)等多方面，非常容易上手，和開發(fā)其它ARM處理器的嵌入式應(yīng)用一樣方便快捷，這就好像有了船。

    另外一方面，近年來(lái)國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出一批像成都無(wú)線龍通訊這樣的高科技企業(yè)，不斷跟蹤無(wú)線傳感器橋網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的前沿，開發(fā)出大批相關(guān)開發(fā)系統(tǒng)，軟件和教材，為廣大電子工程師提供了快速進(jìn)入無(wú)線傳感器技術(shù)開發(fā)提供了新的橋梁。

    在MC13224芯片在全球剛剛發(fā)布的同時(shí)，成都無(wú)線龍通訊科技公司同步推出了DREAMRF3224 ZigBee pro 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)高級(jí)開發(fā)平臺(tái)（見圖5所示）。

   

    圖5 DREAMRF3224 ARM 內(nèi)核無(wú)線單片機(jī)高級(jí)開發(fā)平臺(tái)

    該平臺(tái)由一個(gè)高級(jí)多功能ARM STR912 網(wǎng)關(guān)（包括320X240彩色大型LCD顯示器和觸摸屏，100M以太網(wǎng)，串口， USB口，CAN多種接口）和8個(gè)電池供電的MC13224芯片微功耗無(wú)線傳感器路由器和終端節(jié)點(diǎn)（包括了溫度，光線，加速度等多種傳感器，可以擴(kuò)展數(shù)到數(shù)千個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)）組成。為客戶開發(fā)MC13224 ZigBee  PRO無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和ARM無(wú)線網(wǎng)關(guān)提供了完整的兼容IAR  ARM 5.20強(qiáng)大的編譯，調(diào)試和J-LINK高級(jí)仿真環(huán)境。同時(shí)提供的了全套無(wú)線龍通訊公司開發(fā)的ZigBee 2007/PRO核心代碼和示范表演C源代碼，為客戶快速入門和開發(fā)，掃清了最后障礙。

    使國(guó)內(nèi)用戶可以同步采用高水平成套開發(fā)系統(tǒng)和高級(jí)設(shè)計(jì)工具，輕松進(jìn)入當(dāng)今ZigBee PRO無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最前沿。我們深信不愁橋和船，國(guó)內(nèi)ZigBee  PRO和其它無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和產(chǎn)品的開發(fā)，必將更加百花齊放，紅紅火火。ZigBee技術(shù)在工業(yè)控制、家庭自動(dòng)化、節(jié)能產(chǎn)業(yè)、樓宇控制、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化、智能小區(qū)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的應(yīng)用，將更上一層樓。再次掀起應(yīng)用狂瀾。