做智能家居或者低功耗无线传感项目时,ZigBee模组是绕不开的选择。跟WiFi比它功耗低、组网灵活;跟蓝牙比它覆盖广、节点多。但市面上的ZigBee模组真不少,从几块钱的小模组到几十块钱的高性能模块,选起来头都大。今天就聊聊怎么根据项目需求挑合适的ZigBee模组。
ZigBee模组的核心是射频芯片,目前主流的有TI的CC2530/CC2531、CC2650/CC2630/CC2640系列,还有Silicon Labs的EFR32MG系列。CC2530是最经典的入门款,8位8051内核,资源有限(Flash最大256KB,RAM只有8KB),跑ZigBee 3.0协议栈刚刚好,价格便宜,是目前出货量最大的ZigBee芯片。
CC2650是TI的新一代方案,Cortex-M3内核,主频48MHz,Flash最大1MB,RAM有28KB,性能比CC2530强不少。它的好处是可以同时支持ZigBee和蓝牙(CC2640支持蓝牙4.2/5.0),做双模应用特别方便,比如一个设备既能做ZigBee节点又能被手机蓝牙直接配置。
Silicon Labs的EFR32MG系列也很强,Cortex-M4内核,性能更高,而且他们的ZigBee协议栈(EmberZNet)在Mesh组网方面做得好,支持的网络规模大。不过价格比TI的贵一些,适合对性能和网络规模有要求的项目。
模组选型时除了核心芯片,还要看几个参数。一是发射功率和接收灵敏度,决定了通信距离。一般模组发射功率在0-20dBm之间,接收灵敏度大概在-95dBm左右(1% PER),室外开阔地能传个几百米到一公里。二是天线形式,有板载天线和外接天线两种,板载天线体积小方便集成,外接天线效果好但占空间。三是认证,做出口产品需要FCC/CE/CCC认证,选已认证的模组能省很多事。
IO资源也不能忽视。模组上引出了多少个GPIO、UART、SPI、I2C引脚,直接决定了外围电路能接多少东西。有些便宜的模组只引出几个核心引脚,扩展性差。还有工作电压,常见的是2.1V-3.6V,直接用3.3V供电就行;也有支持更高电压的(比如5V),加个稳压就能用。
组网时几个注意事项:ZigBee工作在2.4GHz频段,WiFi也用这个频段,如果家里WiFi设备多,会互相干扰,建议把ZigBee网关放远一点。Mesh网络的协调器一定要用稳定供电的设备,不能用电池,它是整个网络的核心。路由器节点(比如智能插座)越多,网络覆盖越好,但也别太多,理论上一个协调器支持6万多个节点,实际家用的话几十个就够了。
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