低功耗ZigBee方案提升无线通信系统性能

作为一种标准化的低成本、低功耗双向无线通信技术，ZigBee能够满足远程监视、控制与传感器网络等应用的特殊需求。由于能够实现仅靠一块低成本主电池就可连续运作多年的无线Mesh网络，ZigBee已成为昂贵的硬连线系统的理想替代方案。

以无线监控应用为例，这类系统通常需要配置大量的传感器节点，而传感器节点要靠低成本电池连续工作多年，因此要求器件必须具有很低的功耗。尽管目前多数无线监控系统采用专有解决方案，但是如果采用诸如ZigBee这类具有公共标准的开发平台来进行方案开发则更具有优势。利用ZigBee技术，终端产品设计人员可基于标准的应用架构开发自己的方案，而无须应对采用专有网络所带来的复杂的射频及网络问题。而且借助已通过测试、符合ZigBee规范的开发平台能进一步减少系统开发成本，加快产品面世。

在Zigbee应用流程中，IC方案是发展比较成熟的环节，从2004年底ZigBee联盟正式提出标准以来，ZigBee芯片厂已推出多款相关产品。为了适应全球市场，新一代ZigBee芯片的传输频率都集中在2.4GHz。不过，目前ZigBee IC设计仍面临许多挑战，特别是在规格上，要满足省电、低价、外部零件少等要求，所以集成度要求更高。在初期，大多数厂商是采取整合RF、基带与MAC的芯片，另外再搭配1颗MCU的方法来构成整体方案。为实现SoC方案，还需将存储器、MCU、ADC/DAC整合。对于大多数的ZigBee系统而言，低功耗是最基本的要求，因此SoC必须具有低电流功率特性。而采用具有性价比高的CMOS 技术和高集成度的收发器架构是实现ZigBee SoC方案的关键。

作为ZigBee联盟技术推广级成员，ST的单片ZigBee无线网络解决方案SN250集成一个 2.4GHz 的IEEE 802.15.4兼容无线收发器和一个先进的内嵌EmberZNet软件栈的16位微处理器。这个节能型芯片包括完整的支持硬件的网络调试功能，使应用程序开发变得更加简单。EmberZNet软件栈是现场可升级的ZigBee兼容软件栈，是专门为延长电池使用寿命、减少外部组件数量，同时需要可靠的网络解决方案的应用设计而优化的。而SN260在架构上同样也支持802.15.4/ZigBee标准，该方案集成了2.4GHz IEEE 802.15.4兼容的收发器和1颗16位网络处理器(XAP2b核)，具备运行EmberZNet的能力。SN260整合了内嵌的闪存以及RAM，除了可供程序执行以及存取以外，还能提供高的应用灵活性以及执行效率。主要针对楼宇自动控制、住宅自动控制、家庭娱乐控制以及资产追踪等应用领域。

目前，ST已开发出多款优化终端设备功耗的解决方案。在ZigBee传感技术方面，ST还与其代理商威雅利电子合作开发方案。今年7月份威雅利电子举办的“ZigBee应用研讨会”介绍了相关产品及应用方案。“ZigBee适用于智能家居或运输监控系统上，方案设计主要针对可靠、安全、低成本、低功率的无线传输,该技术奠定了智能无线传感器的基础。”威雅利电子技术市场部总经理徐子龙表示，“尽管现在ZigBee在家庭中的应用还不是很多，但我们早就看中这个方向，于是就做出一些相关方案，推荐给客户。”例如在电能监控方案中，具有传感器功能的产品可以帮助优化室内的电能控制。若传感器检测到室内无人，则会提示中央处理器关闭空调系统或者将灯光调暗以节能。