基于CC2420的Zigbee无线网络系统的设计
作者：电子科技大学 林炜 吴健
摘 要：Zigbee是专为低速率传感器和控制网络设计的无线网络协议。本文介绍了基于IEEE 802.15.4的无线网络协议Zigbee的主要特征和应用领域,并且根据其特点,利用单片机和Chipcon公司的CC2420实现了基于Zigbee的无线网络应用。
关键词：IEEE 802.15.4 无线网络协议 Zigbee CC2420
Zigbee是为低速率控制网络设计的标准无线网络协议。Zigbee协议的一些应用包括建筑自动化网络、建筑安防系统、工业控制网络、远程抄表以及PC外设。与其他无线协议相比,Zigbee无线协议提供了低复杂性、缩减的资源要求,最重要的是它提供了一组标准的规范,并提供了三个工作频带,以及一些网络配置和可选的安全功能。
1 Zigbee协议概述
1.1 IEEE 802.15.4
Zigbee协议使用IEEE 802.15.4规范作为介质访问层（MAC）和物理层（PHY）。IEEE 802.15.4总共定义了3个频带：2.4GHz、915MHz和868MHz。每个频带提供固定数量的信道。例如,2.4GHz频带有16个信道（信道11－26）、915MHz频带提供10个信道（信道1－10）而868MHz频带提供1个信道（信道0）。
协议的比特率由所选择的工作频率决定。2.4GHz频带提供的数据速率为250kpbs,915MHz频带提供的数据速率为20kbps。由于数据包开销和处理延迟,实际的数据吞吐量会小于规定的比特率。
IEEE 802.15.4 MAC数据包的最大长度为127字节。每个数据包都由头字节和16位CRC值组成。16位CRC值验证帧的完整性。此外,IEEE 802.15.4还可以选择使用应答数据传输机制。使用这种方法,所有特殊ACK标志位置1的帧均会被它们的接收器应答。这就可以确定帧实际上已经被传递了。如果发送帧的时候置位了ACK 标志位而且在一定的超时期限内没有收到应答,发送器将重复进行固定次数的发送,如仍无应答就宣布发生错误。注意接收到应答仅仅表示帧被MAC层正确接收,而不表示帧被正确处理,这是非常重要的。接收节点的MAC 层可能正确地接收并应答了一个帧,但是由于缺乏处理资源,该帧可能被上层丢弃。因此,很多上层和应用程序要求其他的应答响应。
1.2 网络配置
Zigbee无线网络可采用多种类型的配置。
星型网络配置由一个协调器节点（主设备）和一个或多个终端设备（从设备）组成。协调器是实现了一组很多Zigbee服务的一种特殊的全功能设备（FFD）。终端设备可能是FFD或简化功能设备（RFD）。RFD是最小
