0 引言

　　现在，无线通信技术已经成为人们日益关注的问题之一。zigbee采用ieee802.15.4标准，利用全球共用的2.4 ghz公共频率进行无线测量和系统监控，而且具有明显的低成本、低功耗、网络节点多、传输距离远等优势。目前，zigbee技术已被视为替代有线监视和控制网络领域最有前景的技术之一。为此，本文论述了一种基于cc2430芯片的无线数据传输模块的设计方法。

　　1 zigbee简介

　　zigbee是一种基于ieee802.15.0标准的短距离、低速率无线网络技术，该无线连接技术主要解决低成本、低功耗、低复杂度、低传输速率、近距离的设备联网应用，主要用于无线传感器网络和测量控制方面。国际上，ieee802.15.4工作组及zigbee联盟共同致力于该无线连接技术的推广工作，其中，ieee802.15.4工作组主要负责制定zigbee物理层及mac层协议．其余协议主要参照和采用现有标准，以便于今后不同厂商设备的互联互通；zigbee联盟则负责高层应用及市场推广工作。于2002年成立的zigbee联盟如今已经吸引了上百家芯片公司、无线设备公司加入。此外，freescale、ti等国际巨头也都已推出了比较成熟的zigbee开发平台。

　　zigbee标准是基于802.15.4协议栈而建立的，它具备了强大的设备联网功能，并支持三种主要的自组织无线网络类型，即星型结构、网状结构(mesh)和簇状结构(cluster tree)，其中网状结构具有很强的网络健壮性和系统可靠性。

　　zigbee协议比蓝牙、gsm、wi-fi更加简单实用，表1列出了zigbee同其它无线网络的比较。

　　2总体设计

　　为了进行模块化的设计，本文采用了基于通用异步收发模式(uart)接口的设计，以便方便的通过此接口将stim(智能传感器接口模块)和该无线模块连接在一起，从而发送用户的数据。

　　为了能够方便在线调试，并测试串口的数据，本系统设计分为两个部分：一是cc2430部分，该部分采用四层板小型化设计，上面只有cc2430芯片和部分外围器件；另一部分是测试底板，该板采用两层板设计，包含usb与uart接口、指示灯、复位和调试接口等。这样的设计既可以从usb接口截取电源，还可以使计算机调试uart更加方便，同时还可以简化射频板的设计，使射频板部分可以更加通用。 图1所示是测试底板的电路原理图，系统中cc2430的应用电路原理图如图2所示。

　　3 cc2430芯片简介

　　cc2430／cc2431是芯片巨人ti公司收购无线单片机公司chipcon后推出的全新概念新一代zigbee无线单片机系列芯片。cc2430是一款真正符合ieee802.15.4标准的片上soc zigbee产品。cc2430除了包括rf收发器外，还集成了加强型8051mcu、32／64／128 kb的flash内存、8 kb的ram、以及adc、dma、看门狗等。cc2430可工作在2.4 ghz频段，采用低电压(2.0～3.6 v)供电且功耗很低(接收数据时为27 ma，发送数据时为25 ma)，其灵敏度高达-91 dbm、最大输出为+0.6 dbm、最大传送速率为250 kbps。

　　cc2430的外围元件数目很少，它使用一个非平衡天线来连接非平衡变压器，以使天线性能更加出色。电路中的非平衡变压器由电容c309、c311和电感l301、l302、l303组成，整个结构可满足rf输入／输出匹配电阻(50 ω)的要求。内部t／r交换电路用于完成lna和pa之间的交换。r200、r201为偏置电阻，其中r200主要用于为32 mhz的晶体振荡器提供合适的工作电流，通过r201可为芯片内部射频部分提供精密电流参考源。选用一只32 mhz的石英谐振器和两只电容(c210、c211)可以构成32 mhz晶体振荡器电路。芯片内部的电压稳压器可为所有1.8 v电压的引脚和内部电源供电，c214、c209、c200等为去耦电容，主要用于电源滤波，以提高芯片的工作稳定性。cc2430芯片的主要特点如下：

　　◇内含高性能和低功耗的8051微控制器核；
　　◇集成有符合ieee802.15.4标准的2.4 ghz的rf无线电收发机；
　　◇具有优良的无线接收灵敏度和强大的抗干扰能力。
　　◇休眠模式时仅0.9μa的流耗，可用外部中断或rtc唤醒系统：待机模式时的电流消耗少于0.6μa，也可以用外部中断唤醒系统；
　　◇硬件支持csma／ca功能；
　　◇具有较宽的电压范围(2.0～3.6 v)；
　　◇具有数字化的rssi／lqi支持和强大的dma功能；
　　◇具有电池监测和温度感测功能；
　　◇内部集成有14位模数转换的adc；
　　◇集成有aes安全协处理器；
　　◇带有2个可支持几组协议的usart，以及1个符合ieee 802.15.4规范的mac计时器。同时带有1个常规16位计时器和2个8位计时器。
　　◇具有强大和灵活的开发工具。

　　4程序设计

　　限于篇幅。这里对于软件的设计只做简短的介绍。作者购买的是ti公司的cc2430开发套件，其中包括调试板和软件。现在，ti已经免费提供原来昂贵的zigbee协议栈，并且会有不断的更新和完善。此外，该套件还有一些实用的例子，利用它们可