基于ZigBee技術(shù)的XBeePro模塊在智能公交系統(tǒng)中的應(yīng)用

0 引言

　　隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，尤其是各種交通工具的增長(zhǎng)更迅速，從而使城市交通需求與供給的矛盾日益突出，而單靠擴(kuò)大道路交通基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)緩解矛盾的做法已難以為繼。在這種情況下，智能公交系統(tǒng)(Advanced Public Transportation Systems，APTS)也就應(yīng)運(yùn)而生，并且成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)研究的熱點(diǎn)。在智能公交系統(tǒng)所涉及的各種技術(shù)中，無(wú)線通信技術(shù)尤為引人注目。而ZigBee作為一種新興的短距離、低速率的無(wú)線通信技術(shù)，更是得到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。目前市場(chǎng)上也出現(xiàn)了大量與ZigBee相關(guān)的各種產(chǎn)品，其中，比較有競(jìng)爭(zhēng)力的ZigBee解決方案主要有下面幾種：

　　(1) Freescale：MC1319X平臺(tái)；

　　(2) Chipcon：SoC解決方案CC2430；

　　(3) Ember：EM250ZigBee系統(tǒng)晶片及EM260網(wǎng)絡(luò)處理器；

　　(4) Jennic的JN5121芯片；

　　經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)Freescale的MC1319X平臺(tái)功耗低、價(jià)格低廉、硬件集成度高，方便二次開(kāi)發(fā)，射頻通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性高。所以，在本文的設(shè)計(jì)中選用了MaxStream公司與ZigBee兼容的以Freescale MC1319x芯片組為核心的XBee Pro RF模塊。下面主要介紹Xbee Pro的特性、接口應(yīng)用、操作模式以及在智能公交無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。

1 XBee Pro模塊的特性與接口

　　XBee模塊的基本性能參數(shù)如下：

　　(1)發(fā)送功率：100 mW；

　　(2)接收靈敏度：-92 dBm；

　　(3)室內(nèi)傳輸距離為100 m，室外傳輸距離為1500m；

　　(4)RF數(shù)據(jù)傳輸速率為250 kbps；

　　(5)在3.3 V電源下，發(fā)送電流為215 mA，接收電流為55 mA：

　　(6)在網(wǎng)絡(luò)性能方面，具有DSS(直接序列擴(kuò)頻)功能，可以組成對(duì)等網(wǎng)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，具有12個(gè)軟件可選的直接序列信道，每個(gè)信道有65 000個(gè)可用網(wǎng)絡(luò)地址。

　　XBee Pro模塊體積小，功耗低，接口簡(jiǎn)單，容易使用，非常適用于低數(shù)據(jù)速率的短距離通信應(yīng)用，尤其是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)應(yīng)用。XBeePro模塊還提供有免費(fèi)X-CTU測(cè)試軟件以便能夠輕松測(cè)試和配置網(wǎng)絡(luò)。該模塊還可以通過(guò)下載該公司最新的固件(Firmware)，使用戶(hù)在使用原有硬件模塊的基礎(chǔ)上，獲得最新的功能，從而為設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性。

　　圖1所示是XBee Pro模塊的引腳圖。Xbee Pro有20個(gè)引腳。其中引腳中的VCC、GND、DOUT及DIN用于與RS232接口的電路板引腳連接。VCC引腳是電源引腳，范圍為2.8～3.4 V；GND為地引腳；DIN引腳信號(hào)方向?yàn)檩斎?，作為UART的數(shù)據(jù)輸入，通常與處理器的UART接收端TX相連；DOUT引腳信號(hào)方向?yàn)檩敵?，作為UART數(shù)據(jù)輸出，通常與處理器的UART接收端RX相連。MaxStream公司發(fā)布的fimrwaer版本暫不支持引腳ADO-AD5、DIO0-DIO7以及DO8的功能。

　　在XBee Pro模塊中集成有一個(gè)UART接口，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。