為了開始無線系統(tǒng)設計,工程師可以使用各種低成本和中等成本的開發(fā)/評估板來評估他們正在考慮的芯片的功能,以及他們提出的一些電路子系統(tǒng)與主機微控制器或串行端口的接口。該開發(fā)套件具有廣泛的功能和特性,并且價格范圍廣泛。一些更簡單的評估套件售價低于50美元,而功能更豐富的開發(fā)板的價格通常從幾百美元開始,通常價格超過1000美元。
無論設計人員是將其目標設置在Wi-Fi,藍牙,ZigBee,GPS還是任何其他無線接口上,通常以USB加密狗形式提供的預算價格評估套件,設計人員可以評估多種解決方案。因此,它們能夠直接比較性能,組件成本,編程的簡易性以及設計的其他方面。但是,低成本套件通常是相當小的子系統(tǒng),并且只帶有基本軟件來啟動和運行子系統(tǒng)。高端開發(fā)系統(tǒng)通常包括一個開發(fā)板,其中包含一個原型區(qū)域,一系列軟件工具和驅動程序,協議棧以及其他固件,可幫助設計人員以最小的延遲準備好原型。本文將研究ZigBee系統(tǒng)可用的一些解決方案。但是,許多類似的開發(fā)解決方案可用于其他無線標準。
Silicon Labs最近收購了ZigBee IC供應商Ember,現在提供EM35x系列開發(fā)套件。這些工具包提供了構建開發(fā)和測試網絡所需的所有基本工具。套件中包含一個調試適配器,它通過以太網LAN連接到開發(fā)人員網絡中的節(jié)點,允許遠程編程和收集時間同步的數據包和其他信息。還包括一個桌面網絡分析儀,用于客戶應用程序的快速編程和網絡調試。在這些開發(fā)工具包中,Silicon Labs包含一個應用程序構建器圖形工具,該工具與工具套件中提供的應用程序框架以及EmberZNet PRO堆棧庫一起使用。 Ember AppBuilder可以為ZigBee Smart Energy(ZSE),ZigBee Light Link(ZLL)或ZigBee Home Automation(HA)兼容設備生成代碼。每個Ember ZigBee芯片組都提供捆綁的工具和開發(fā)板。
加利福尼亞東方實驗室還以Ember ZigBee處理器為基礎開發(fā)工具,提供多種開發(fā)套件 - 獨立無線電系統(tǒng),允許設計人員將模塊放入目標環(huán)境并評估現場性能,以及配套產品開發(fā)套件,與獨立套件配合使用。每個收發(fā)器模塊都焊接在載板上,使其與Ember開發(fā)板引腳兼容。
CEL的套件包括低成本USB加密狗(圖1)和完整的MeshConnect開發(fā)系統(tǒng)。
圖1:低成本的USB加密狗和一些軟件讓CEL提供了一種廉價的方式來開始評估ZigBee解決方案。
作為后者的一個例子,ZICM357P2評估套件為CEL的MeshConnect ZICM357P2模塊提供評估平臺,該模塊基于Silicon Labs EM357 IC,該IC集成了符合2.4 GHz IEEE 802.15.4標準的收發(fā)器。應該注意的是,CEL ZICM357P2套件不包括完整開發(fā)環(huán)境所需的所有工具。除了ZICM357P2(硬件平臺)之外,還需要一個軟件平臺。所需的軟件組件是ZigBee堆棧和軟件開發(fā)環(huán)境。 Ember ZigBee堆棧面向針對ARM的IAR Embedded WorkBench構建。 Ember提供兩個套件,一個帶有捆綁的編譯器,另一個沒有。
同樣處于最高端,Digi International的Drop-in Networking專業(yè)開發(fā)套件提供完整的開發(fā)環(huán)境,包括三個XBee模塊(ZigBee無線收發(fā)器)和三個接口板(1個USB和兩個RS-232) )可用于模擬無線個域網中的端點(圖2)。這些模塊采用小型電路板,采用20引腳DIP配置。它們提供250 kbit/s的RF數據速率和兩種距離范圍的選擇 - 常規(guī)版本的范圍可達133英尺,而“Pro”版本的成本稍高,可提供300英尺的室內/城市范圍應用,甚至在室外視線應用中的更長距離。
圖2:Digi International的Drop-in Networking Development Kit包含多個ZigBee無線電和主機系統(tǒng)網關,提供易于配置的開發(fā)平臺。
還包括該公司的ConnectPort X2網關,它集中來自XBee模塊的數據,以連接到PC或IP網絡。該網關包含一個基于Python的編程引擎,設計人員可以使用它來開發(fā)自己的應用軟件。補充網關的是XBee墻式路由器(在網狀網絡套件擴展中),它提供網絡擴展并簡單地插入標準電源插座。墻壁路由器還包括可通過網關監(jiān)控的光和溫度傳感器。
另一個ZigBee開發(fā)解決方案,Laird嵌入式無線解決方案的ProFLEX01開發(fā)套件將開發(fā)板和兩個收發(fā)器模塊與天線,USB電纜電池和軟件相結合(圖3)。該套件允許設計人員只需按一下按鈕即可評估RF范圍性能,使用該公司的ProFLEX01測試工具,PC托管軟件可以演示發(fā)送和接收數據,收集性能數據,更改通道,功率的簡單性使用在配套微控制器上運行的公司串行主機控制協議的級別或地址。 802.15.4無線電和微控制器均來自德州儀器 - CC2520和MSP430F5437。
圖3:基于德州儀器(TI)CC2520 802.15.4無線電和PC托管軟件工具的簡單收發(fā)器模塊是萊爾德嵌入式無線解決方案的ProFLEX01開發(fā)套件的一部分。
這些只是提供ZigBee解決方案的公司提供的一些工具。本文未提及的許多其他供應商也為ZigBee以及BlueTooth,WiFi,GPS系統(tǒng)以及使用OOK,ASK,FSK和其他信號選項的許多更簡單的無線標準提供開發(fā)解決方案。
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