基于ZigBee的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)收發(fā)功能模塊的研制.pdf

1、本篇論文從基于ZigBee技術(shù)的無線抄表系統(tǒng)收發(fā)功能模塊的研制入手，討論在此領(lǐng)域ZigBee無線接入技術(shù)的特點及應(yīng)用，以及具體相關(guān)模塊的設(shè)計與功能實現(xiàn)。 ZigBee是一種低速率、低功耗、短距離無線接入技術(shù)，是專為低速率傳感器和控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。與其他無線協(xié)議相比，ZigBee無線協(xié)議實現(xiàn)了低復(fù)雜性、減縮的資源要求，并且提供了一組標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。它提供了三個工作頻帶，以及一些網(wǎng)絡(luò)配置和可選的安全功能，是為低速率控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

2、的標(biāo)準(zhǔn)無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。 本篇論文側(cè)重于收發(fā)功能模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。其中協(xié)調(diào)器節(jié)點及RFD（簡化功能設(shè)備）節(jié)點均由一塊母板和一塊RF（射頻）卡組成，母板驅(qū)動RF卡實現(xiàn)信號的收發(fā)功能。首先由協(xié)調(diào)器節(jié)點組建一個新的網(wǎng)絡(luò)，然后RFD節(jié)點申請加入該網(wǎng)絡(luò)，在完成節(jié)點綁定之后，此雙節(jié)點網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)信號的接收、發(fā)送。 為了驗證設(shè)計方案的可行性和實用性，我們設(shè)計了兩塊相同的收發(fā)模塊。燒寫到協(xié)調(diào)器和RFD單片機(jī)中的主應(yīng)用程序及相關(guān)文件是不同的，

3、但是其硬件結(jié)構(gòu)完全一樣。 其中，射頻收發(fā)芯片采用Chipion公司的CC2420，它是一個與IEEE802.15.4兼容的RF收發(fā)器。CC2420是首款符合zigBee技術(shù)的高集成度工業(yè)用射頻收發(fā)器件，其MAC層和PHY層協(xié)議符合802.15.4規(guī)范，工作于免授權(quán)的2.4GHz頻段。利用此芯片開發(fā)的短距離射頻傳輸系統(tǒng)成本低、功耗小，適于電池長期供電。 由于設(shè)計涉及高頻電路，所以不但對板卡的實現(xiàn)工藝有很高要求，而且要求在設(shè)

4、計階段進(jìn)行更加細(xì)致、充分的仿真。本次設(shè)計的仿真部分，包括信號完整性仿真、電磁兼容性仿真和電磁干擾仿真。 針對PCB仿真，采用的仿真軟件是Hyperlynx 7.0。HyperLynx是高速仿真工具，包括信號完整性（signal-integrity）、交叉干擾（crosstalk）、電磁兼容仿真（EMC）等。使用這個工具可以在PCB設(shè)計的初期，將考慮到的方案進(jìn)行仿真，使得在實際布線的時候更加合理地將布線工具的約束條件設(shè)置好。