XPort與ZigBee模塊的Internet接入技術(shù)

引 言
ZigBee技術(shù)作為一種新型的近距離、低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸率的雙向無線通信技術(shù)，在家電產(chǎn)品中得到越來越廣泛的應(yīng)用。在網(wǎng)絡(luò)無處不在的今天，人們希望隨時隨地能訪問和控制家庭中的各種家電設(shè)備。這就要求嵌入在家電產(chǎn)品中的智能控制系統(tǒng) (Agent)能夠與Internet相結(jié)合，使家電設(shè)備順利地接入Internet，并能提供相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。實(shí)現(xiàn)這些服務(wù)要求Agent必須實(shí)現(xiàn) TCP／IP協(xié)議棧，不管是以軟件方式還是以硬件方式，都會增加產(chǎn)品開發(fā)的成本、周期和復(fù)雜度。本文介紹一種基于XPort和ZigBee模塊的 Internet接入方案，將它集成到家電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，即可使智能家電設(shè)備便捷地接入Internet，然后通過Internet來控制。

1 XPort
XPort設(shè)備服務(wù)器是美國Lantronix公司開發(fā)的一種緊湊且高度集成的、可讓任何帶有串口的智能設(shè)備接入Internet的嵌入式設(shè)備。通過在自己的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中集成XPort，開發(fā)人員不必考慮復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。XPort模塊集成有Lantronix公司的DSTni- EX增強(qiáng)版16位CPU。該模塊為i86內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)，具有24位尋址能力、256 KB的SRAM、16 KB的引導(dǎo)ROM、384 KB的Flash和10／100 Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)口(RJ45)。圖1直觀地顯示了XPort的接口方式和內(nèi)部布局。XPort一端為3．3 V CMOS電平的8引腳高速串口(GND，3．3VDC，Reset，Data In，Data Out，CPl，CP2，CP3)，另一端為RJ45標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)口。

XPort的主要功能是實(shí)現(xiàn)串口與10／100 Mbps網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，便于帶有串口的設(shè)備接入Internet；另外還有Email告警功能，通過設(shè)定的條件觸發(fā)。XPort高速串口支持 RS232、RS485協(xié)議，有300～921 600 bps的波特率可選。控制信號有DTR／DCD、CTS、RTS，流控制有XON／XOFF、RTS／CTS、3個PIO pin口(軟件可選)。XPort網(wǎng)絡(luò)接口的連接器為RJ45，支持協(xié)議有TCP／IP、UDP／IP、ARP、ICMP、SNMP、TFTP、 Telnet、DHCP、BOOTP、HTTP和AutoIP。XPort具有基于Windows平臺的配置工具，內(nèi)建Web服務(wù)器，F(xiàn)lash存儲器可以存儲用戶自定義網(wǎng)頁，固件可以通過TFTP和串口升級。XPort設(shè)備服務(wù)器還提供10／100 Mbps自適應(yīng)以太網(wǎng)連接、存儲在Flash中的可靠的操作系統(tǒng)、嵌入式Web服務(wù)器、完整的TCP／IP協(xié)議棧、標(biāo)準(zhǔn)的AES加密、狀態(tài)指示燈和電磁屏蔽電路等。XPort的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示，一端的串行接口與DsTni-EX連接，另一端的以太網(wǎng)連接器通過一個防電磁干擾電路與CPU連接。

XPort通過串口和邊緣設(shè)備通信。XPort的工作電壓為3．3 V，內(nèi)部有一個電壓監(jiān)測電路，當(dāng)提供的電壓低于2．7 V時會觸發(fā)重啟。3．3 V電壓通過內(nèi)建的1．8 V電壓轉(zhuǎn)換器為微處理器供電，濾波電路產(chǎn)生3．3 V的數(shù)字電壓和模擬電壓，25 MHz晶振電路為CPU和以太網(wǎng)媒體訪問控制芯片提供精確時鐘信號。