基于ZigBee技术的无线数传电路模块设计

　　给出了基于ZigBee的无线数传网络系统的设计和实现方法。该无线数传网络系统基于UART串口通信协议，工作在无需申请的2．4GHz ISM频段，并遵循IEEE 802．15．4 ／ZigBee协议，可以在全球范围内应用而不用担心与其它ZigBee用户的地址相冲突。

　　数传模块的系统架构与总体设计：根据对数传模块技术指标的要求，系统的总体设计可分为无线数传模块、测试底板、计算机测试配置软件等三部分。该测试系统总共由50个节点组成，其网络拓扑结构为网状网络。50个节点之间可以互相发送数据，并可测试其数据通信功能、稳定性及通信距离。

　　无线数传模块的硬件设计：无线数传模块的硬件设计主要分为CPU部分、射频部分和接插件三个部分。图3所示是CPU部分的主要电路，它由CC2430及其辅助电路组成；射频部分主要由功率放大器（PA）和低噪声放大器（LNA）组成；作为通用产品，接插件的选择也至关重要，为了方便模块的替换，本文选择可插拔、间距为1．27 mm的插针作为接插件。

　　该接插件使得模块也可以像其他芯片一样直接焊接在目标PCB上，同时，也可以上自动贴片机。 图4所示是系统中的射频部分电路原理图。为了使传输距离更远，就必须加大发射功率和提高接受灵敏度，所以，在射频部分，本文的设计又增加了PA、LNA以及一些信号开关和开关控制信号的产生电路。LNA的增益可达13 dB左右，因而大大提高了传输距离和可靠性。

　　图5所示是系统射频功放电路图，其中PA的发射功率可达20 dBm，故可大大提高传输距离。

　　数传模块的具体指标：根据数传模块的灵敏度、噪声系数、选择性、传输延时、安全等级等各项性能要求，ZigBee模块的各项技术指标如下：射频频率：2．4GHz；通道数：具有16个射频通道2．405～2．485；通讯视距：可靠传输距离在100米以上； 发射功率：低功耗型为-25～0 dbm；可调远距离型为18．5～26 dbm可调；接收灵敏度：低功耗型为-90 dbm；远距离型为-99 dbm；网络拓扑：星状、树状、网状；每跳延时：不大于15 ms； 数据安全：采用128-Bit AES加密算法。