ZigBee开发工具包完全解析

自从我第一次报道Zigbee开发工具包后发生了许多变化。尽管我曾经疏于对新的工具包进行报道，但我正打算改变这种状况。我将用一系列文章来厘清过去几年出现的大量工具包，本文是该系列文章的第一篇。这些系列文章将在每篇主文章中对一部分工具包进行介绍。如果你没有在文章中看到你要看到的工具包，请告诉我，我也许会在后续文章中进行报道。 

802.15.4/ZigBee芯片和模块 

随着802.15.4协议和zigbee技术从纸面标准发展为芯片和模块等实物，有关802.15.4协议和zigbee的讨论越来越多。对不熟悉这项技术的人来说，802.15.4是低速率(250Kbps)、近距离(100m)无线技术的一种。(看“"Short-Range Wireless Needs Long-Range Plans”)，此协议是zigbee技术的基础，但它的使用可以不依靠Zigbee协议栈。(看“ZigBee Or 802.15.4 Network Layer—Is There Room For Both？”)事实上很多协议栈都基于802.15.4，这在另一篇文章中会谈到。 

ZigBee还增加了802.15.4协议栈中没有的许多特性。ZigBee标准定义了一些额外的层和服务，例如具有自我修复功能的网状网。虽然802.15.4提供基础设施，但ZigBee能让房间更适于居住。事实上，家庭应用将是ZigBee产品的主要目标应用。 

ZigBee标准由ZigBee联盟管理。标准定义包含了提供产品之间互操作层的规范。这些规范由一系列应用来定义，比如HVAC(加热、通风和空调)和家庭自动化。理论上,支持特定协议的不同产品应该能互通互连。例如，一个家庭自动化ZigBee开关应该能控制家庭自动化ZigBee灯的开和关。 

ZigBee标准和ZigBee联盟为业界带来了好处，但对谁需要加入这个联盟最初存在一些混乱(看“ZigBee Surprise？”)。不出所料，联盟现在把会员资格和认证链接公布在主页上，一些供应商也开始在他们的开发工具包中加入类似信息。 

为什么必须这么做呢？因为从事无线产品开发不仅仅是定购芯片、将芯片设计到系统中、添加协议栈，然后销售产品。如果你想在你的产品上打上ZigBee标志，现在正是做更多努力的时候，无论你是采用原始芯片(raw chip)还是模块。 

这个系列中关于开发包和软件的介绍以及后续文章都讨论了芯片、模块和软件方面的问题。通常情况下，软件栈将是一个“购买而非构建”的问题，但是每一家供应商提供的解决方案在特性、性能和授权方面都存在很大不同。从硬件来讲，如果你从芯片开始设计，则对FCC的一些主要评审项目应有所准备。从头开始的每一样设计都必须经过认证，这个过程产生的费用对小公司而言不算小，当需要认证的产品数以万计时，分期偿还这笔费用可能对公司产生很大影响。这也是模块常常得以采用的原因。 

模块一般都封装了无线芯片和可能更多其他芯片，比如常常嵌入了协议栈的微型控制器。模块的接口通常为串行接口，例如SPI接口或I2C接口。模块本身而不是其应用通过了FCC认证，因此采用模块是在设计中增加无线技术的一条捷径。 

关于开发工具包和开发包的介绍 

为开始这些系列文章的写作，我研究了分析工具包和基于二元模块的解决方案。我基于FIFO来写这些评论，所以请不要试图在我的选择中寻找主要趋势。 

诊断工具包是网络测试方案提供商Daintree Networks的传感器网络分析器(SNA)。它通常与其他供应商的硬件和开发包捆绑在一起。即使捆绑的不是SNA，也肯定是类似的工具包，尽管不一定总是有用。不使用分析仪是难以进行开发的，因为开发者根本无从知晓网络上究竟发生了什么。 

Rabbit半导体公司的产品采用了MaxStream公司的XBee，并将之与基于Rabbit 3000微型控制器的RCM3720模块连接。XBee模块可以与大部分Rabbit半导体公司的Rabbit 3000和Rabbit 4000模块连接。因为采用了AT式串行指令集，所以射频模块既可独立工作也可以与微型控制器一起工作。 

Crossbow公司的解决方案也基于模块，它的Mote技术能提供一个鲁棒的网状网络环境。 

在这些系列文章中，我主要评论被设计用来为开发者提供“即开即用”支持的开发工具包，而不是演示版工具包或者用来开发协议栈的平台。使用演示版工具也许能为设计带来帮助，但产品上市时间根据最终产品的定制化程度可能差别很大，尤其是如果你打算在自己的电路板上构建设计(这要求通过FCC认证，那又将是另外一回事了)。 

芯片的价格将趋向低于$5，但模块的价格从$20起步，并将随功能的增加而升高。所有硬件都以电池供电，但电池使用寿命是不定的，因为它的使用寿命受每个节点工作时间的影响。当阅读技术规范和设计系统时一定要小心，电源使用寿命可能完全不一样。 

此系列文章中的大工具包至少是第二或第三代的，所以它们比先前文章中提到的工具包性能更佳。接下来我们将要讨论的是面向2.4GHz和900MHz应用的工具包。