包含ZigBee传感和控制解决方案的经济高效的无线个人区域网络

无线联网拓扑

2.4 GHz ISM频段支持几种短距离无线联网拓扑。每种替代方案的开发都是为了最好地服务特定应用或功能。与2.4 GHz频率范围有关的最常见联网拓扑是Bluetooth、WiFi和ZigBee、以及其他一些专用解决方案(见图3)。这些解决方案都适合于无线个人区域网络，还有些解决方案则提供扩展功能，能够很好地满足传感、监视和控制应用需要。也可以考虑一些非标准专用解决方案，但这些解决方案可能带给设计人员一定风险，因为它们依赖于厂商，并可能随时更改。

根据ZigBee联盟(见www.zigbee.org)的解释，ZigBee(一种基于 IEEE 802.15.4标准的解决方案)的创建主要针对那些要求低功耗、低数据速率、可靠性和安全性的网络。ZigBee解决方案适应特定网络的支持网状联网、网络恢复和愈合、设备互操作性和厂商独立性。ZigBee解决方案频率通常在868/915 MHz或2.4 GHz的频谱范围内。

ZigBee技术解决方案的数据速率是250 Kbps。为了最大限度地延伸电池使用寿命，功耗必须特别低，使碱性或锂电池实现几个月甚至几年的使用寿命(通常相当于电池的货架寿命)。从理论上讲，ZigBee技术最多可支持65,000个节点。最适合由ZigBee技术解决方案支持的常见传感、监视和控制应用包括：

个人和医疗监视；资产管理、状态和跟踪；安全、接入控制和安全监视；舒适性监控；流程传感和控制；能源管理；家庭自动化；加热、通风、空气调节传感和控制；楼宇自动化；工业自动化和众多其他应用。

有些无线个人区域网络可能与单一的点到点或星状配置一样简单。对于一些特定的应用，与ZigBee类似的其他专用无线解决方案能提供最适合该应用的设计简便性与系统功能匹配。比如简单媒体接入控制或SMAC。这一领域的解决方案都是厂商提供易用源码，加快简易网络的面市。符合IEEE802.15.4标准的媒体接入控制器 (MAC)解决方案用数据包和流数据模式、时隙和非时隙网络、128 AES数据加密，支持更复杂的配置。

提供多级堆栈功能的提供商让嵌入式工程师能够将他们的设计软件重新用于各种WPAN，包括复杂程度不同的WPAN。多堆栈解决方案使嵌入式工程师可以轻松建立无线系统，并将大部分精力集中到应用软件的基础设计。