Zigbee在.Net Micro Framework系统中的应用

Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。详情请参见百度百科《Zigbee》。

而.NET Micro Framework对存储器和处理器的要求很低，开发人员可以在低功耗、低成本的ARM7、ARM9、Blackfin和Cortex-M3处理器上使用该框架（不需要MMU支持），所开发出来的软件仅需要几百Kbytes的RAM或Flash/ROM存储空间。而Windows Embedded CE的托管代码环境需要约10~12Mbytes的存储空间，基于.NET的应用编程设备只需要较少的存储空间，降低了产品成本。详情请参见《.Net Micro Framework 快速入门》。

两者都是低复杂度，低功耗，低成本（.Net MF开源且免费）的解决方案，二者结合对构建物联网无线方案来说，真是珠联璧合。

目前Zigbee有如下两种方案供最终用户使用，一是Zigbee芯片（扩展阅读《Zigbee芯片厂家对比》），如Ti提供的芯片CC2420、CC2430及CC2530，其中CC2430和CC2530片上集成了C8051内核，并提供了Zigbee协议栈，通过SPI、I2C或串口和CPU通信；二是Zigbee模块，如周立功公司的ZICM2410模块（美国CEL公司的MeshConnectTM模块，集成语音编码解码器）和赫立讯公司的IP-Link1223模块，模块集成C8051内核，支持多路GPIO/AD，通过串口或SPI和外围设备通信，使用虽然简单，但价格较高，大概是前者的3~5倍。

目前.Net Micro Framework V4.0的源码中已经提供了CC2420的驱动程序（源码在/framework/core/drivers/802_15_4/stack/physical/cc2420），硬件通过SPI方式访问CC2420芯片，在酒窖存储监控中已有相关应用，有兴趣的朋友可以参考一下。

芯片级方案由于没有合适的开发板，所以暂且不作介绍，我今天仅介绍模块级解决方案，其平台是赫立讯公司的IP-Link1223模块。

IP-Link1223模块提供三种组网模式：线性网络、全Mesh网络、星型拓扑，其中全Mesh网络最为常用。三种指令模式：AT指令模式、透传模式、二进制模式，AT指令模式只能本地配置；透传模式虽然好用，但是多点通信时并不灵活；二进制模式不仅本地可以配置，也可以透过网络远程配置，并且可以获取路由表及相关链路通信质量。

软件配置界面：

目前已经编写出支持全部的二进制模式指令Helicomm_IPLink1223类，相关指令如下，详细通信协议请参见赫立讯公司相关的说明文档。

private static byte CMD_ReadADC = 0x81; //读模拟通道值

private static byte CMD_ReadADC = 0x81; //读模拟通道值

private static byte CMD_ReadRSSI = 0x82; //读发射频率

private static byte CMD_ReadTemperature = 0x83; //读温度

private static byte CMD_ReadSRegister = 0x86; //读S寄存器值

private static byte CMD_WriteSRegister = 0x87; //写S寄存器值

private static byte CMD_ReadMAC = 0x8B; //读MAC地址

private static byte CMD_ReadVer = 0x8C; //读内核版本

private static byte CMD_BatterySavingMode = 0x8D; //节电（停机）

private static byte CMD_Hibernation = 0x8E; //休眠

private static byte CMD_SoftReboot = 0x8F; //软重启

private static byte CMD_HardwareReboot = 0xC0; //硬重启

private static byte CMD_Reset = 0x90; //恢复出厂设置

private static byte CMD_ReadRoute = 0x95; //读取路由表

private static byte CMD_ReadBlacklist = 0x9C; //读取黑名单

private static byte CMD_WriteBlacklist = 0x9D; //写黑名单

private static byte CMD_TrackerRoute = 0xAA; //跟踪路由

private static byte CMD_TrackerLQIRoute = 0xBB; //带信号强度的跟踪路由

private static byte CMD_ReadIO = 0xAC; //读IO状态

private static byte CMD_WriteIO = 0xAD; //写IO状态

private static byte CMD_ScanNeighbour = 0xBC; //扫描邻居列表

private static byte CMD_ReadDeviceType = 0xC3; //获得设备类型

private static byte CMD_LocalHibernation = 0xB1; //本地休眠

private static byte CMD_LocalAwaikening = 0xB2; //本地唤醒