Модули предназначенные для построения сетей ZigBee на основе стандарта IEEE 802.15.4.

Модули состоят из микроконтроллера ATmega (ATMEL) и трансивера CC2420 (CHIPCON). Как известно, стандарт IEEE 802.15.4 определяет физическую среду (уровень PHY в терминах общепринятой семиуровневой модели OSI) и уровень доступа к среде (MAC - Medium Access Control). Часть уровня MAC аппаратно поддерживается трансивером СС2420: генерация и детектирование преамбулы, обнаружение свободного частотного канала, вычисление CRC, детектирование качества связи. IEEE 802.15.4 позволяет строить сети типа "звезда"; полнофункциональная же сеть с топологией "многоячейковая сеть (mesh network)", "кластерное дерево (cluster tree)" возможна только с полным стеком протоколов ZigBee, который поставляется многими компаниями, например "Figure 8 Wireless", "EMBER", "AIRBEE". Ожидается, что следующая версия стандарта IEEE, называемая IEEE 802.15.4b будет поддерживать сети с произвольной топологией и маршрутизацией. Классификация топологий беспроводных сетей наглядно представлена на рисунке.

Рисунок. Топологии беспроводных сетей

Координаторы и узлы должны быть постоянно включены и находиться в активном режиме, так как они управляют передачей информации и хранят конфигурацию сети. Оконечные устройства питаются автономно и большую часть времени находятся в режимах пониженного энергопотребления.

Для создания беспроводных сетей ZigBee RADIOCRAFTS производит следующие подсемейства модулей

• ZigBee - ready модули RC2200хх, RC2202хх, RC2204хх.
• Модули RC2200AT-SPPIO

ZigBee - ready модули RC2200хх, RC2202хх, RC2204хх

Это аппаратная платформа для построения сетей ZigBee. Поставляются незапрограммированными (без firmware) и рассчитаны на инсталляцию пользовательского ПО. Модули отличаются объемом памяти встроенного микроконтроллера. RC2200 являются так называемыми полнофункциональными устройствами (Full Function Devices - FFD), на их базе создаются координаторы сети, RC2204 используются как узлы сети - маршрутизаторы, на базе устройств с ограниченной функциональностью (Reduced Function Device - RFD) RC2202 создаются оконечные устройства.

Модули этого подсемейства выпускаются в трех вариантах, определяемыми суффиксом в обозначении: AT, MM. Суффикс АТ означает наличие антенны на плате модуля, ММ - наличие высокочастотного разъема. Модули без суффикса выполнены на плате меньшего размера и не имеют ни разъема, ни антенны и предназначены для пользователей, разрабатывающих свой антенно-фидерный тракт. Таким образом, имеются девять вариантов конструктивного исполнения модулей в этом подсемействе - три типа (RC2200, RC2202 и RC2204) в трех вариантах (табл 1).

Таблица 1. Номенклатура ZigBee-ready модулей

Основные характеристики модулей этого подсемейства представлены ниже и в таблице 2.

• Физический (радио) уровень и MAC в соответствии с IEEE 802.15.4 ; реализован на трансивере СС2420 (CHIPCON);
• До 128 К памяти программ, поддержка AVR JTAGICE. Поставляются незапрограммированными;
• Низкое потребление для батарейных приложений;
• Малые размеры (16,7 х 25,4 х 3.5 мм);
• Напряжение питания 2,8- 5,5 В ;
• SMD корпус.
• Диапазон рабочих температур -30…+85 ° С
• Три варианта конструктивного исполнения;
• Три варианта функциональности;
• Соответствует требованиям CE по R&TTE.
• Соответствует требованиям EU R&TTE;

Таблица 2

Модули RC2200AT-SPPIO (Serial Port Profile with I/O mapping - SPPIO)

Каждый модуль имеет полный стек протоколов ZigBee и является полностью законченным устройством, не требующим каких-либо затрат на разработку программного обеспечения, поддерживающего работу сети. В нем реализован ZigBee профиль последовательного порта и входов-выходов общего назначения. Такие модули являются оптимальным решением для случаев, когда требуется в кратчайшие сроки решить задачу построения сети беспроводной передачи.

Модуль предоставляет пользователю до 16 входов и выходов, в том числе до восьми аналоговых. Каждый модуль может быть сконфигурирован, как координатор, узел-маршрутизатор либо оконечное устройство.

Управление работой осуществляется через UART с помощью AT-команд. Во многих случаях достаточно сконфигурировать модуль АТ-командами и установить его в целевое устройство с минимальным количеством дополнительных внешних компонентов (цепи формирования входных и выходных сигналов - делители напряжения, преобразование сигналов от токовой петли 4…20 мА и др.). Такой вариант применения показан на рисунке.

Рисунок. Применение RC2200AT-SPPIO для передачи данных - комплементарное конфигурирование входов и выходов (binding)

Аналоговые и бинарные входы и выходы у модулей, обменивающихся информацией, должны быть настроены комплементарно - аналоговый вход одного модуля должен соответствовать аналоговому выходу модуля-визави (так называемый binding).

В более сложных случаях может понадобиться внешний микроконтроллер для приема и передачи данных через UART, поскольку SPPIO-модуль не позволяет встраивать в него пользовательское программное обеспечение.

В рамках ZigBee альянса существует только один общепризнанный профиль устройств - профиль HCL (Home Control Lightning), позволяющий в общем случае управлять удаленной нагрузкой: включать, выключать, управлять мощностью. Профиль SPPIO является сейчас частным профилем, поэтому модули RC2200AT-SPPIO могут работать с себе подобными модулями SPPIO и не могут работать в произвольной сети ZigBee.

Для обеспечения связи беспроводной сети, состоящей из модулей SPPIO с другими устройствами и сетями, координатор сети SPPIO должен работать как шлюз (gateway), а значит иметь внешний микроконтроллер, либо быть подключенным к ПК через свой UART.

В настоящее время существуют три пути создания беспроводной сети передачи данных (на примере сети ZigBee).

1. Используя готовую аппаратную платформу без firmware разработать собственный стек протоколов на всех уровнях, применительно к продукции RADIOCRAFTS - это приобретение модулей RC22x0;
2. Используя готовую аппаратную платформу приобрести ПО от третьего производителя, интегрировать уровень приложения (Application Layer), реализующий задачу управления устройством со стеком протоколов и запрограммировать модуль. RC22x0 + AVR JTAGICE от ATMEL;
3. Приобрести готовый модуль RC2200AT-SPPIO со стеком протоколов, и поддерживающим профиль SPPIO. Наиболее быстрый способ выйти на рынок со своим решением. Возможно, в случае сложной задачи, придется реализовать часть уровня приложения на внешнем контроллере.

У всех перечисленных способов есть достоинства и недостатки, выбор зависит от предполагаемого объема выпуска, возможности разработки собственного ПО, требования совместимости и другие.

Более подробно с перечнем продукции и техническими характеристиками приборов можно ознакомиться на сайте компании-производителя Radiocrafts

Документация:

		381 Kb Engl Полное описание модулей RC2200, RC2202, RC2204
		458 Kb Engl Краткое описание модулей RC2200AT-SPPIO
		439 Kb Engl Полное описание описание модулей RC2200AT-SPPIO
		169 Kb Engl BASIC ZIGBEE NETWORK FUNCTIONALITY
		166 Kb Engl Implementing ZigBeeTM Solutions Based on RC2200
		374 Kb Engl Руководство пользователя к демо-платам
		169 Kb Engl RC2200DK-HCL ZigBee™-ready Demonstration Kit Quick Start
		169 Kb Engl RC2200DK-SPPIO ZigBee™-ready Demonstration Kit Quick Start
		43 Kb Engl File transfer using SPPIO
		30 Kb Engl Файлы для САПР типа P-CAD или OrCAD с символическим изображением модуля его схемой для печатной платы
		467 Kb Engl SPPIO_UPGRADE from_HCL
	ppt	1736 Kb Engl Презентация "Radiocrafts ZigBee portfolio"
	ppt	1136 Kb Engl Презентация "Введение в ZigBee"
	ppt	337 Kb Engl Презентация "Radiocrafts ZigBee Tutorial"
	ppt	3260 Kb Engl Презентация "Practical Radio design"
	АНОНС	Электронный журнал - Функционально завершенные модули RADIOCRAFTS
	АНОНС	Эл. журнал "Каталог антенн"