圖4 全功能設備的軟件功能模塊圖

EM250集成的射頻收發器支持四種功率工作模式，即爆發模式、高功率模式、正常模式和最小功率模式，可根據設備類型及相鄰節點距離，利用功率管理來合適設置工作模式

硬件組成及設計

EM250集成了MCU、射頻收發器、內存以及通信端口，只需要極少的外圍元器件就可構成ZigBee網絡節點硬件，以作為全功能設備、簡化功能設備以及協調器參考設計功能模塊見圖2

外圍元器件包括：射頻不平衡到平衡轉換器(RF BALUN 50/200Ω)、諧波濾波、晶振與負載電容構成的振蕩器、電源去耦電容電路、電源板阻容濾波、上拉和下拉電阻、異步復位信號的阻容濾波、諧波濾波的輸出端外接的 50Ω非平衡天線等

圖5 簡化功能設備的軟件功能模塊設計

網絡節點采用Future技術設備公司USB轉UART芯片FT232R作為與PC通信接口FT232R無須編程即可完成USB協議到RS232串口通信協議的轉換，FT232R驅動可以支持在以PC端建立起虛擬通信端口（VPC），VPC驅動將完成USB信號與RS232信號的自動轉換系統的電源可由3～3.3V直流源提供或由USB接口5V電源經FT232R轉換為3.3V電源提供，3～3.3V直流源可以是電池或AC/DC變換器兩種電源可由跳線來進行選擇

系統的軟件設計

一個ZigBee只能有唯一的協調器，其主要功能是初始化及維護整個ZigBee網絡，其維護著所有直接連接的節點及未直接連接但允許加入網絡的節點的表，加入到此ZigBee網絡的設備必須得到協調器的批準協調器需要不間斷地監聽其他節點加入或退出網絡請求及消息，在不發送消息時就需進入接收狀態，因此協調器不能進入“睡眠”模式典型的協調器軟件功能模塊設計見圖3

ZigBee網絡中的路由器為全功能設備，它完成各個全功能設備、簡化功能設備、協調器等節點間數據的路由，是構建網絡結構ZigBee網絡所必須的，同協調器一樣，全功能設備也維護著網絡中節點的相關信息表，且由于它必須連續不斷的監聽路由消息，所以也不可進入“睡眠”模式全功能設備的軟件功能模塊設計見圖4

簡化功能設備是ZigBee網絡的終端設備，它可以同協調器和路由器進行通信，但不能作為中間路由器，RFD可以進入睡眠模式，以減少功率消耗，大大延長電源使用時間

在簡化功能設備進入睡眠模式時，相鄰的協調器或路由器會緩存發送它的相關數據在退出睡眠模式時，它會向相鄰的協調器或路由器詢問是否有發送到它的數據，相鄰的協調器或路由器則返回是否有其數據包的響應簡化功能設備在處理完發送到它的數據后，可重新進入睡眠模式簡化功能設備的軟件功能模塊設計見圖5

各節點的管理可采用超級終端撥號到相連的單個節點或用統一的集中網絡管理界面來完成集中網絡管理界面安裝于與協調器相連接的PC，用于用戶同ZigBee網絡進行交互，主要功能有網絡拓撲顯示、節點狀態顯示、節點數據、告警信息、網絡日志等

小結

ZigBee無線傳感器網絡具有廣泛的應用前景，已越來越得到業界的重視并逐步開始廣泛應用基于EM250實現的ZigBee無線傳感器網絡具有實現簡易、方便，同時利用Ember的InSight集成開發環境，可快速地進行系統的開發、調試、編譯，具有很強的實際應用價值