1 前言
ZigBee網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)異性在之前的文章中已經(jīng)有所提及,，為擴(kuò)展ZigBee網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍,，需要從使用場合,、通信距離等方面做延伸。本文講述ZigBee到圖1所示串口,、USB,、以太網(wǎng)和GPRS網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換技術(shù)，通過這些技術(shù),，ZigBee得以向其他網(wǎng)絡(luò)開放,。
2 ZigBee接入串口
ZigBee最常見的接入方式是TTL串口，因?yàn)镾OC的ZigBee芯片一般都有TTL串口,，無論是面對MCU還是PC,，都是最簡便易用的接口形式，到達(dá)實(shí)際的通信應(yīng)用,，包含RS232,、RS485和RS422等形式，本文提及的USB,、GPRS和以太網(wǎng)都是以此為基礎(chǔ)的,。ZigBee轉(zhuǎn)串口模塊如圖2所示。
ZigBee數(shù)據(jù)鏈路層傳輸原則一般為兩種：第一種是透明傳輸,，即串口收到的數(shù)據(jù)原樣地發(fā)給無線,，不添加任何字節(jié)，當(dāng)需要發(fā)給不同的目標(biāo)地址時,，使用特殊的配置命令,，這種方式在多點(diǎn)傳輸?shù)那闆r下，耗時會比較大,，但是在定點(diǎn)傳輸?shù)臅r候,，效率很高。第二種方式為協(xié)議幀傳輸,，即在每個數(shù)據(jù)包的前面添加目的地址等信息,，這樣會占用一定字節(jié)的負(fù)載數(shù)據(jù),，并且在定點(diǎn)大數(shù)據(jù)量傳輸時，會產(chǎn)生不必要的數(shù)據(jù)信息,，兩種方式都會硬件CRC校驗(yàn),，因此不存在需要重復(fù)信息進(jìn)行冗余性保護(hù)的問題。
3 ZigBee接入USB
PC要管理ZigBee網(wǎng)絡(luò),，需要一個類似“上網(wǎng)卡”的設(shè)備,，插到最常用的USB口。目前最為簡便的方案是低成本ZigBee芯片加串口轉(zhuǎn)USB芯片,，這種方案會在PC上生成一個虛擬串口,，通過此串口,，即可使用ZigBee管理配置軟件,。市面上的ZigBee分析儀、網(wǎng)關(guān),，基本采用此方案,。相比于使用帶USB接口的高級MCU，這個方案不僅成本低,，復(fù)雜性也低,，PC開發(fā)的軟件只要對串口編程即可。
周立功公司的ZigBee-U產(chǎn)品即為USB轉(zhuǎn)ZigBee“上網(wǎng)卡”,，在現(xiàn)場調(diào)試ZigBee網(wǎng)絡(luò)時,，ZigBee-U配合PC進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)掃描，單點(diǎn)測試通信,，對于故障排查非常有用,。
4 ZigBee轉(zhuǎn)CAN網(wǎng)絡(luò)
在某些場合CAN網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)鋪設(shè)，為在其上架設(shè)無線ZigBee網(wǎng)絡(luò),，需要使用ZigBee轉(zhuǎn)CAN網(wǎng)關(guān),，ZigBee模塊自身帶串口，只要添加一個CTM8251T模塊,，即可完成物理層的轉(zhuǎn)換,。其上運(yùn)行符合客戶需求的CAN協(xié)議幀，實(shí)現(xiàn)ZigBee和CAN網(wǎng)絡(luò)的互相轉(zhuǎn)換,。
此類型的網(wǎng)關(guān)在井下礦道人員檢測中,，作為無線路由基站“定位參考點(diǎn)”，根據(jù)信號強(qiáng)度定位人員的位置,。如圖3所示,。
5 ZigBee接入互聯(lián)網(wǎng)
ZigBee屬于短距離無線通信技術(shù)，范圍有限,，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控,，可以接入到互聯(lián)網(wǎng)中，這類型的網(wǎng)關(guān)內(nèi)部集成嵌入式TCPIP協(xié)議棧，可以通過配置實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的訪問,。
在具體實(shí)施過程中,，也可由以太網(wǎng)作為有線的骨干網(wǎng)，在合適位置接出ZigBee以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),，即可完成類似CAN網(wǎng)絡(luò)形式的組網(wǎng),，在西安某油田就使用此方案進(jìn)行ZigBee網(wǎng)絡(luò)覆蓋。ZigBee轉(zhuǎn)以太網(wǎng)如圖4所示,。
6 ZigBee接入手機(jī)網(wǎng)絡(luò)
為實(shí)現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)到手機(jī)網(wǎng)絡(luò)GPRS的聯(lián)通,，需要一個ZigBee到GPRS的轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，這種類型的網(wǎng)關(guān)具有一張手機(jī)卡,，能通過上網(wǎng)的形式連接到監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)程序上,，使用時，先把監(jiān)控中心的公網(wǎng)IP地址和端口號配置到網(wǎng)關(guān)中,，這樣網(wǎng)關(guān)在上電后就會主動連接上監(jiān)控中心,，并把監(jiān)控中心下發(fā)的數(shù)據(jù)通過ZigBee轉(zhuǎn)發(fā)給一線的終端設(shè)備，同時還會把終端設(shè)備通過ZigBee上傳的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到監(jiān)控中心,。目前智能無線路燈控制系統(tǒng)中,，現(xiàn)場到監(jiān)控室的連接基本上是采用此方案。ZigBee轉(zhuǎn)GPRS模塊如圖5所示,。
7 結(jié)語
通過本文可以看到ZigBee網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不是單一的網(wǎng)絡(luò),，通過各種類似外交官的網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換技術(shù)和產(chǎn)品，ZigBee已經(jīng)嵌入到目前主流的通信網(wǎng)絡(luò)中,，這種開放性可以彌補(bǔ)ZigBee技術(shù)自身的局限性,，ZigBee技術(shù)在不斷的推廣，必然也會帶來網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品的蓬勃發(fā)展,。