-
一、
ZigBee
定义
ZigBee
是基于
IEEE802.
15.4
标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，
Zig
Bee
技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称（又称紫蜂协议）来源
于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂
(bee)
是靠
飞翔和“嗡嗡”
(zig)
地抖动翅膀的“舞蹈”来与
同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。
其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和
远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，
ZigBee
就是一种便宜的，低功耗的近
距离无线组网通讯技术。
中文名紫蜂协议
外文名
ZigBee
标
准
IEEE802.15.4
全球频段
2.4GHz
（全球使用）
欧洲频段
868MHz
北美频段
915MHz
ZigBee
作为一种短距离无线通信技术，由于其网络可以便捷的为用户提供无线数
据传输功能，因此在物联网领域具有非常强的可应用性。
二、
ZigBee
特性
①低能耗。在低耗电待机模式下，
2
节
5
号干电池可支持
1
个
节点工作
6
～
24
个
月，甚至更长。这是
ZigBee
的突出优势。相比较。蓝牙能工作数周、
WiFi
可工作数<
/p>
小时。
TI
公
司和德国的
Micropelt
公司共同推出新能源的
ZigBee
节点。该节点采用
Micrope
lt
公司的热电发电机给
TI
公司的<
/p>
ZigBee
提供电源。
②低成本。通过大幅简化协议
(
不到蓝牙的
1/10)
，降低了对通信控制器的要求，
按预
测分析，以
8051
的
8
位微控制器测算，全功能的主节点需要
32KB
代码
，子功能
节点少至
4KB
代码，而且<
/p>
ZigBee
免协议专利费。每块芯片的价格大约为
2
美元。
③低速率。
ZigBee
工作在
20
< br>～
250kbps
的速率，分别提供
250 kbps(2.4GHz)
、
40kbps(915
MHz)
和
20kbps(868 <
/p>
MHz)
的原始数据吞吐率，满足低速率传输数据的
应用需求。
④近距离。传输范围一般介于
10
～
100m
之间，
在增加发射功率后，亦可增加到
1
～
3
km
。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离
将可以更远。
⑤短时延。
< br>ZigBee
的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需
15ms
，节点
连接进入网络只需
30ms
，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要
3
～
10s
、
WiFi
需要
3 s
。
⑥高容量。
ZigBee
可采用星状、
片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子
节点，
最多一个
主节点可管理
254
个子节点；
同时主
节点还可由上一层网络节点管理，
最多可组成
65000
个节点的大网。
⑦高安全。
ZigBee
提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用访问控制清单
(Access Control List, ACL)
防止非法获取数据以及采用高级加密标准
(AES 128)<
/p>
的对
称密码，以灵活确定其安全属性。
⑧免执照频段。使用工业科学医疗
(ISM)
< br>频段，
915MHz(
美国
),
868MHz(
欧洲
), 2.
4GHz(
全球
)
。
三、应用及前景：
随着国内经济的高
速发展，
城市的规模在不断扩大，
尤其是各种交通工具的增长更
迅速，
从而使城市交通需求与供给的矛盾日益突出，
而单靠扩大道路交通基础设施来缓
解
矛
盾
的
做
法
已
难
以
为
继
。
在
这
种
情
况
下
，<
/p>
智
能
公
交
系
统
(Advanced
Public
Transportation System
s
，
APTS)
也就应运而生，
并且成为国内研究的热点。
在智能公
交系统所
涉及的各
种技术中，无线通信技术尤为引人注目。而
ZigBee
作为一种新兴
的短距离、
低速率的无线通信技术，
更是得到了越来越广泛的关注和应用。
市场上也出
现了大量与
ZigBee
相关的各种产品，根据中国物联网校企联盟的统计分析表明：
ZigBee
虽然广受推崇，但是在数据中，推出
ZigBee
相关产品的中小型企业在
2012
年的发展并不可观
。
四、比较有竞争力的
ZigBee
解决方案主要有下面几种：
(1)F
reescale
：
MC1319X
平
台
;
(2)Chipcon
：
SoC
解决方案
CC2530;
(3)Ember
：
EM250ZigBee
系统晶片及
EM260
网络处理器
;
(4)Jennic
的
JN5121
芯片
;
经过市场调
研，
发现
Freescale
的
MC1319X
平台功耗低、
价格低廉、
硬件集成度
高，
方便二次开发，
射频通信系统的稳定性高。
所以，
在本文的设计中
选用了
MaxStream
公司与
Zi
gBee
兼容的以
FreescaleMC1319x
芯片组为核心的
XBeeProRF
模块。
下面
主要介绍
XbeePro
的特性、接口应用、操作模式以及在智能公交无线网络中的应用。
五、国际
ZigBee
联盟
ZigBee
联盟是一个高速增长的非牟利业界组织，<
/p>
成员包括国际著名半导体生产商、
技术提供者、
< br>代工生产商以及最终使用者。
成员正制定一个基于
IEE
E802.15.4
、
可靠、
高性价比
、低功耗的网络应用规格。
目前超过
150
多家家成员公司正积极进行
ZigBee
规格的制定工作。当中包括
7
位推广委员，半导体生产
商、无线技术供应商及代工生产商。
7
位推广委员分别为：
Honeywell
，
Invensys<
/p>
，
Mitsubishi
，
Freescale
，
Philips
，
Samsung,chipcom,ember
。
[8]
成
员
：
艾
姆
波<
/p>
(Ember
Corporation)
艾
默
生
、
飞
思
卡
尔
半
导
体
(Freescale
Semiconductor
Inc)
、因创
(Itron)
克罗格
(Kr
oger)
兰、吉尔
(Landis+Gyr)
罗格朗、飞
利浦、
信心能源
(
ReliantEnergy,Inc)
、
施耐德电气
(SchneiderElectric)
、
藤
萝
(Tendril)
、
德州仪器、上
海顺舟科技等都是国际
ZigBee
联盟成员。
六、主要
ZigBee
厂商
简介
1
、德州仪器
基本信息：
美国德州仪器公司（英语：
Texas Instrument
s
，简称：
TI
）
，是世界上最大的模拟
电路技术部件制造商，全球领先的半导体跨国公司，以开发、
制造、
销售半导体和计算
机技术闻名于
世，主要从事创新型数字信号处理与模拟电路方面的研究、制造和销售。
除半导体业务外
，
还提供包括传感与控制、
教育产品和数字光源处理解决方案。
德州仪
器（
TI
）总部位于美国德克萨斯州的达拉斯，并在
25
多个国家设有
制造、设计或销售
机构。
全球约有<
/p>
30,300
人
各地分布如下：
美国：
15,900
人
亚洲：
8,800
人
日本：
2,400
人
欧洲：
3,200
< br>人
德州仪器公司发展历程
<
/p>
1930
年，
J
·克莱伦斯·卡彻和尤金·麦克德莫特创建一个叫做“地球物理业务公司
（
GSI
）
”的为石油工业提供地质探测的公司。
在
1939
年，
这个公司重组为
Coronado
公司。
1941
年
12
< br>月
6
日，麦克德莫特和其他三名
GSI
的雇员
J
·埃里克·约翰逊、塞
瑟
尔·
H
·格林以及
< br>H
·
B
·皮科克买下了
GSI
公司。
194
5
年
11
月，帕特里克·哈格蒂被雇佣
为实验室和制造部门（
Laboratory
and
Manufacturing
(L&M)
）部门的总经理。
195
1
年
L&M
部门凭借其国防方面的合同
，迅速超越了
GSI
的地理部门。
GS
I
逐
渐变成了德州仪器的一个子公司，
1954
年进入半导体市场，推出首款商用硅晶体管
< br>1988
年
GSI
被出售给哈利
伯托公司。
公司大事件
主要荣誉
1954
年
生产首枚商用晶体管
1958
年
TI
工程师
Jack
Kilby
发明首块集成电路
(IC)
1967
年
发明手持式电子计算器
1971
年
发明单芯片微型计算机
1973
年
获得单芯片微处理器专利
1978
年
推出首个单芯片语言合成器，首次实现低成本语言合成技术
1982
年
推出单芯片商用数字信号处理器
(DSP
〕
1990
年
推出用于成像设备的数字微镜器件，为数字家庭影院带来曙光
1992
年
推出
microSPARC
单芯片处理器，集成工程工作站所需
的全部系统逻辑
1995
年
启用
Online
DSP
LabTM
电子实验室，实现因特网上
TI <
/p>
DSP
应用的监
测
1996
年
宣布推出
0.18
微米工艺的
Ti
meline
技术，可在单芯片上集成
1.25
亿个
晶体管
1997
年
推出每秒执行
16
亿条指令的
TMS3
20C6x
DSP
，以全新架构创造
DSP
性能记录
2000
年
推出每秒执行近
90
亿个指令的
TMS
320C64x DSP
芯片，
刷新
DSP
性
能记录；推出业界上功耗最低
的芯片
TMS320C55x DSP
，推进
< br>DSP
的便携式应用
2003
年
推出业界首款
ADSL
片上调制解调器
---
AR7
；推出业界速度最快的
720MHz
DSP
,
同时演示
1GHz
DSP
；向市场提供的
0.13
微米产品超过
1
亿件；采用
0.09
微米工艺开发新型
OMAP
处理器
收并购
1997 Amati Co
mmunications
—
3.95
亿美元
1998 GO DSP
1999 Butterfly VLSI, Ltd
—
5,000
万美元
1999 Telogy Networks
—
4,700
万美元
2000
Burr-Brown Corporation
—
76
亿美元
2007
POWERPRECISE
Solutions-
便携式电源管理
IC
公司
2009 Luminary Micro
2011National Semiconductor
2012eeparts
TI
中国
TI
自
1986
年进入中国大陆以来，一直高度关注中国市场的发展。经过公司董事
会批准的
TI
中国发展战略于
1996
年正式实施。此战略的目标是帮助中国建立合理的
电子产品结构，并且提高高科
技产品的设计能力，力求以全球领先的
DSP
技术支持中
国高科技产业走向世界。为贯彻此战略，
TI
除在中国建立了庞大的半导体代理商销售
网外，
还在北京、上海
、深圳及香港设立了办事处及技术支持队伍，
提供许多独特的产
品及服务，包括
DSP
和模拟器件产品、硬件和软件开发工具以
及设计咨询服务等
TI
与国内企业于
1999
年分别成立了两家合资公司，
其中上海全景数字技术公司着
重于宽带产品系统的设计，北京长信嘉信息技术公司则着重
于数字终端产品的设计。
2002
年
T
I
又与中外
16
家厂商合作成立了凯明
信息科技股份有限公司，专注于新一代
无线多媒体信息终端产品的研发，为产业界提供最
先进的解决方案。
TI
在上海交通大
学、
清华大学和成都电子科技大学设立有
DSPS
技术与培训中心，
截止
2
003
年底，
TI
在
< br>68
所大学设立了
82
个
DSPS
实验室。从
1996
年至
2003
年
底，共有
41,000
多名学生通过所设
DSPS<
/p>
技术中心
/
实验室，学习
DSP
课程学习和培
训，
为中
国产业界培养了许多的
DSP
专业人才，
从而为中国工程技术教育发展作贡献。
另外，为加强同产业界的密切合作，
TI
在企业中建立有
14
个联合
DSPS
实验室，成果
显著。<
/p>
市场地位：
----TI
为全球众多的最终用户提供完整的解决方案
* TI
在
DSP
市场排名第一
* TI
在混合信
号
/
模拟产品市场排名第一
* 1999
年售出的数字蜂窝电话中，
超过半数使用的是
TI
的
DSP
解决方案。
其中，
诺基亚、爱立信、摩托罗
拉、索尼等世界主要手机生产厂商均采用
TI
的
DSP
芯片
*
全球每年投入使用的调制解调器中，有三分之一使用
TI
< br>的
DSP
。
TI
是世界上发
展最快的调制解调器芯片组供应商
*
全球超过
70%
< br>的
DSP
软件是为
TI
的
DSP
解决方案而编写
* TI
占有北美图形计算器市场
80%
以上的份额
* TI
在世界范围内拥有
6000
项专利
公司部门（来自百度百科，可能比较陈旧）
1.
教育产品事业部：
TI
公司在便携教育技术方面居领先地位。
2.
半导体部
:1997
年半导体收入占总收入的<
/p>
83%
。主要产品是
DSP
方案
,
此外还有
微控制器和
ASIC
。
l
Light
Processing
主要
IC
产品有
:
数字信号处理器、模拟和混合信号
器
件、数字逻辑、
ASIC
、微控制器
、语音和图形处
理器、可编程逻辑、军用器件等。
4
.
材料
&
控制
:
该部门服务于汽车、气候控制、电子、通讯、光学、飞行器市场。
《财富》
2008
年高盈利科技企业榜德州仪器位于第
11
位
排名
1
2
3
4
5
公司
微软
IBM
思科
惠普
英特尔
财富
500
强排名
44
15
71
14
60
2007
年净利润
141
亿美元
104
亿美元
73
亿美元
73
亿美元
70
亿美元
增幅
12%
10%
31%
17%
38%
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
甲骨文
谷歌
苹果
高通
戴尔
德州仪器
康宁
应用材料
EMC
施乐
MEMC
电子材
137
150
103
297
34
185
417
270
201
144
43
亿美元
42
亿美元
35
亿美元
33
亿美元
29
亿美元
27
亿美元
22
亿美元
17
亿美元
17
亿美元
17
亿美元
26%
37%
76%
34%
14%
39%
90%
13%
36%
8%
16
料
17
18
19
20
Nvidia
Adobe
电子数据系统
Lam
Research
913
8.26
亿美元
124%
543
651
115
759
7.98
亿美元
7.24
亿美元
7.16
亿美元
6.86
亿美元
78%
43%
52%
104%
产品分类和应用：
半导体
模拟：
TI
借助市场上范围最广的创新模拟芯片，
帮助
90,000
客户解决各种设计问题，
使他们能够为客户创建和交付高质量电子产品。
我们为工业、能源、医疗、安全应用以及
可以提高生活品质的消费品创建创新的集成电
路。
例如，我们开发了可以提高工业测试设
< br>备精度的数据转换器、
可以提高监控摄像机的图像和音频质量的放大器、
可以加快高清视频
文件下载速度的接口芯片以及使超声设备体积更小的模
拟前端
嵌入式处理：
TI
的令人羡慕的嵌入式处理解决方案、软件和开发工具以及快速响应的
设计
支持可以帮助客户开发与众不同的嵌入式设计。
我们的微控制器
(MCU)
、基于
ARM?
的处理器、数字信号处理器
(DSP)
和定制产品为一系列广泛的性能、电源、外设
和成本优化的嵌入式解决方案打下了基础，
为今天许多增长最快的市
场注入了动力，
包括视
频会议、电信和医疗乃至工业自动化、可
再生能源和电机控制等各个方面。
无线通信：
TI
的无线业务引领业界
创新二十余年，促进了从智能手机和平板电脑直至
超薄计算设备、
消费类电子产品以及健康和保健产品等各类消费者要求苛刻的移动和连接设
备性能的发
展。
DLP
技术
TI
的革命性
DLP?
芯片技术使用极其可靠的光学半导体以数字方式对光
进行利用，
可以在范围广泛的产品中提供惊人的清晰度和色彩。
这些芯片为教育、商业和家庭娱乐用
投影仪、数字影院（包括<
/p>
TI
自己的
DLP
Cinema?）
、高清电视和移动投影设备（包括
TI
自己的用于手持式和嵌入式投影应用的
DLP? Pico?）提供图像。
教育技术
自从上世纪
90
年代中期引入
TI-81
图形计算器，
TI
已成为从幼儿园到
研究生等各
种教学项目中学生及数学和自然科学教育工作者的首选技术。
我们在产品开发的每一步都
请教育工作者参与其中，
并依靠最新教学法的研究成果，
为教师和学生提供最好和最有效
的
教育技术。
研发：
2011
年整体研发投入：
17.2
亿美元
在中国有两个研发中心分别设在上海和北京
工厂情况：
德州仪器半导体制造（成都）有限公司（以下简称
TI
成都）于
2010
年
10
月
13
日开
业，是
TI
在中国设立的第一个晶圆生产制造基地。
TI
成都位于成都高新西区科新路
8
号附
10
号
访问得知，
TI
成都工厂主要做封装，
TI
芯片都是进口。
中国分公司（办事处）
分公司
上海分公司
深圳分公司
北京分公司
苏州分公司
杭州分公司
南通分公司
成都分公司
厦门分公司
南京分公司
TI
华为团队
人数
96
98
86
4
6
未知
6
6
7
分公司
广州分公司
珠海分公司
东莞分公司
青岛分公司
西安分公司
重庆分公司
武汉分公司
沈阳分公司
长沙分公司
3
，华为是直销
人数
7
9
9
7
8
未知
8
未知
未知
2
、飞思卡尔半导体
(Freesca
le Semiconductor Inc)
公司简介：
飞思卡尔半导体
(Freescale Semiconduc
tor)
是全球领先的半导体公司，专注于嵌
入式处理解决方案
。
飞思卡尔面向汽车、
网络、工业和消费电子市场，
提供的技术包括
微处理器、
微控制器、传感器、<
/p>
模拟集成电路和连接。飞思卡尔针对的应用和终端市场
包括汽车安
全、
混合动力和全电动汽车、
下一代无线基础设施、智能能源管
理、便携式
医疗器件、
消费电器以及智能移动器件等。
公司总部位于德克萨斯州奥斯汀市，
在全世
界拥
有多家设计、研发、制造和销售机构。
飞思卡尔中国是全球市
场上举足轻重的半导体产品供应商，
其利用先进技术开发制
造的
各种产品遍及集成电路产业的所有领域，
包括集成电路研究和开发、
软件开发、
集
成电路设计和集成电路制造等等。
2004
年
5
月
2
日，作为摩托罗拉半导体业务重组的
一部分，
飞思卡尔中国开始经营成立飞思卡尔公司继承摩托罗拉所有的半导体相关业务。
目前飞思卡尔成为中国优秀的制造中心，
利用高新技术从事与半导体有关
的软件开发和
高级集成电路研发和设计，以及在中国出售半导体产品。
< br>
飞思卡尔在中国的业务始于
1992
< br>年，目前在中国拥有超过
4000
名员工，并在天
津设有一座封装测试工厂，
是飞思卡尔在全球拥有的两个大型芯片测试
和封装工厂之一。
飞思卡尔在中国建有五个研发中心，分别位于北京、上海、苏州、成都
和天津，并在北
京、上海、深圳、成都、香港和青岛等地设有十六个销售办事处。
公司主要产品
8
位微控制器（单片机）
、
16
位微控制器（单片机）
、
32
< br>位
ARM
Cortex-M
架
构
微控制器
（单片机）
－
Kinetis
系列、
与
A
RM Cortex-A
架构
系列处理
器、
Power
Architecture
< br>?
/PowerQUICC
?、
高性能网络处理器、
高性能多媒体处理器、
高性能工
业控制处理器、模拟和混合信号、
ASIC
、
CodeWarrior
?开发工具、数字信号处理器
与控制器、电源管理、
RF
射频功率放大器、高性能
线性功率放大器
GPA
、音视频家电
射
频多媒体处理器、传感器。
(1)
微控制器
(MCU)
Kinetis ARM
Cortex-M
微控制器
Kinetis
[k
?
'netis]
是飞思卡尔
32
位微控制器
/
单片机，基于
ARM
?Cortex?
-M0+
和
M4
内核。
Kinetis
包含多个系列的
MCU
，
它们软硬件互相兼容，
集成了丰富的功能和特性，
具有出类拔萃的低功耗性能和功能扩展性。
Kinetis K
系列
/MK
（
Cortex-M4
）
Kinetis L
系列
/MKL
（低功耗
Cortex-M0+
）
Kinetis E
系列
/MKE
（
5V
Cortex-M0+
）
Kinetis EA
系列
/MKEA
（汽车级产品）
Kinetis W
系列
/MKW
（无线互联，
Cortex-M4/M0+
产品）
Kinetis M
系列
/MKM
（能源计量，
Cortex-M0+
产品）
Kinetis V
系列
/MKV
（电机控制产品）
Kinetis Mini/Mini
Package
（微小封装）
ARM Cortex-A/ARM9/ARM11
微处理器
应用处理器是基于
ARM?的单核
/
多核解决方案，适用于汽车电子、工业控制、
中高端消费电子、电子书、
ePOS
、医疗设备、多媒体和
显示、以及网络通信等应用，具有
可扩展性、高性能和低功耗的特点。
< br>
6:
Cortex-A9
内核，
6 Quad, 6
Dual, 6 DualLite, 6Solo,
6 SoloLite
53x: Cortex-A8
内核
28x: ARM9
?内核，双
CAN
，以太网
L2
交换，
< br>IEEE 1588
。
25x: ARM9
?内核
Qorivva 32
位微控制器
基于
Power
Architecture?技术的
Qorivva
MCU
采用功能强大的高性能车用器件内
核架构
，构建丰富的系列产品，满足各种汽车应用的需求。
Qorivva MPC57xx
Qorivva
MPC56xx
Qorivva MPC55xx
MobileGT(51xx/52xx)
5xx
控制器
Kinetis ARM? MCU
Qorivva(5xxx)32
位
Power
Architecture MCU
MAC57Dxxx
32
位
ARM?
MCU
ColdFire /ColdFire
32
位
MCU
8
位
MCU
16
位
MCU
数字信号控制器
MCU
编程中心
(2)
处理器
ARM?应用处理器
Vybrid ARM?控制器解决方案
QorIQ
处理平台
PowerQUICC
通信处理器
Power
Architecture
主处理器
图像识别处理器
加密协处理器
StarCore
高性能
DSP
DSP56K/Symphony DSP
（
3
）模拟技术与电源管理
飞
思卡尔提供模拟混合信号和电源管理解决方案，其中包含采用成熟的大规模量产型
SMA
RTMOS
?混合信号技术的单片集成电路，
以及利用电源、<
/p>
SMARTMOS
?和
MCU
芯
片的系统级封装器件。飞思卡尔产品有助于延长电池使用寿命、减小体积
、减少组件数量、
简化设计、降低系统成本并为先进的系统提供动力。我们拥有丰富的电
源管理、高度集成
I/O
、模拟连接、背光、网络、分布式控制
和电源产品，可用于当今各种汽车、消费电子和
工业产品。
<
/p>
飞思卡尔提供的模拟混合信号和电源解决方案稳定、
可靠并且性能
卓越，
将物理信
号与互联的处理器智能相结合，从而打造完善的
嵌入式解决方案。
模拟电子与电源管理产品：按应用分类
汽车
数据连接
汽车通信协议
工业网络与现场总线协议
消费电子
电动自行车
(ebike)
除草机器人
智能手机
/
平板电脑配件
互联家庭
家用电器
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