基于ZigBee技術的無線數傳電路模塊設計

　　給出了基于ZigBee的無線數傳網絡系統的設計和實現方法。該無線數傳網絡系統基于UART串口通信協議，工作在無需申請的2．4GHz ISM頻段，并遵循IEEE 802．15．4 ／ZigBee協議，可以在全球范圍內應用而不用擔心與其它ZigBee用戶的地址相沖突。

　　數傳模塊的系統架構與總體設計：根據對數傳模塊技術指標的要求，系統的總體設計可分為無線數傳模塊、測試底板、計算機測試配置軟件等三部分。該測試系統總共由50個節點組成，其網絡拓撲結構為網狀網絡。50個節點之間可以互相發送數據，并可測試其數據通信功能、穩定性及通信距離。

　　無線數傳模塊的硬件設計：無線數傳模塊的硬件設計主要分為CPU部分、射頻部分和接插件三個部分。圖3所示是CPU部分的主要電路，它由CC2430及其輔助電路組成；射頻部分主要由功率放大器（PA）和低噪聲放大器（LNA）組成；作為通用產品，接插件的選擇也至關重要，為了方便模塊的替換，本文選擇可插拔、間距為1．27 mm的插針作為接插件。

　　該接插件使得模塊也可以像其他芯片一樣直接焊接在目標PCB上，同時，也可以上自動貼片機。 圖4所示是系統中的射頻部分電路原理圖。為了使傳輸距離更遠，就必須加大發射功率和提高接受靈敏度，所以，在射頻部分，本文的設計又增加了PA、LNA以及一些信號開關和開關控制信號的產生電路。LNA的增益可達13 dB左右，因而大大提高了傳輸距離和可靠性。

　　圖5所示是系統射頻功放電路圖，其中PA的發射功率可達20 dBm，故可大大提高傳輸距離。

　　數傳模塊的具體指標：根據數傳模塊的靈敏度、噪聲系數、選擇性、傳輸延時、安全等級等各項性能要求，ZigBee模塊的各項技術指標如下：射頻頻率：2．4GHz；通道數：具有16個射頻通道2．405～2．485；通訊視距：可靠傳輸距離在100米以上； 發射功率：低功耗型為-25～0 dbm；可調遠距離型為18．5～26 dbm可調；接收靈敏度：低功耗型為-90 dbm；遠距離型為-99 dbm；網絡拓撲：星狀、樹狀、網狀；每跳延時：不大于15 ms； 數據安全：采用128-Bit AES加密算法。