Для приложений, требующих простой связи между двумя устройствами и которым не нужно создание полнофункциональной меш-сети, ZigBee предлагает стандарт ZigBee RF4CE. Реализация протокола ZigBee RF4CE требует меньшего объема памяти от управляющего микроконтроллера и соответственно, такие устройства имеют меньшую стоимость. Протокол стандарта ZigBee RF4CE предоставляет возможность создавать универсальные, независимые от производителя бытовые приборы с беспроводной радиосвязью, такие как пульты управления аудио и видео аппаратурой, пульты управления системой "умный дом" и пр.
Компания Microchip предлагает ZigBee RF4CE совместимую платформу: ZigBee RF4CE совместимый программный стек, микропотребляющие микроконтроллеры PIC, трансиверы и готовые модули диапазона 2.4ГГц (рис.1).
Реализация протокола типа точка-точка соответствующая спецификации ZigBee RF4CE занимает всего лишь 16Кб памяти программ, что позволяет реализовать данный протокол на дешевых микроконтроллерах, а технология энергосбережения NanoWatt XLP помагает разработчикам создать пульты управления с большим сроком службы от одного комплекта батарей.
Таблица 3. ZigBee RF4CE, требования к ресурсам микроконтроллера
| Программное обеспечение | Память программ, Кбайт | ОЗУ, КБайт | EEPROM, Байт |
| ZigBee RF4CE - управляемый прибор - контроллер (пульт) | 16 14 | 1.5 | 256 |
| ZigBee Remote Control (ZRC) профиль | 2 |
Еще одна часть ZigBee совместимой платформы, предлагаемой Microchip, это сертифицированный стек ZigBee 2006, который может быть запущен на контроллерах семейств PIC18, PIC24 и dsPIC и выходить на связь в диапазоне частот 2.4ГГц с помощью трансиверов и готовых модулей MRF24J40. Бесплатная реализация стека ZigBee 2006 полностью соответствует спецификации ZigBee, поддерживает топологии сети типа Mesh, и звезда и доступна для скачивания с сайта компании Microchip.
В помощь разработчикам предоставляется описание по применению AN1232 и полные исходные коды программной реализации.
Как дополнительное решение для задач, не требующих функционала ZigBee решений, компания Microchip предлагает собственный стек протоколов MiWi, основные преимущества которого заключены в отсутствии необходимости сертификации в ZigBee и дополнительных отчислений, простоте реализации, меньшем объеме программной памяти микроконтроллеров и, соответственно, меньшей стоимости реализации.
Application Configurations - Приложения, Wireless Application - Программа 1, Protocol Configurations - Протоколы, Transceiver Configurations - Приемопередатчики, Interchangeable Microchip Proprietary Wireless Protocols - Совместимые беспроводные протоколы Microchip, Interchangeable Microchip RF Transceivers - Взаимозаменяемые трансиверы Microchip
Пакет MiWi DE состоит из двух уровней:
MiApp - разработчик, используя MiApp, может легко переключаться между различными беспроводными протоколами MiWi Mesh и MiWi P2P без изменений в программном обеспечении микроконтроллера.
MiMAC - с помощью этого уровня разработчик может управлять различными трансиверами с различными частотными диапазонами в не зависимости есть или нет в трансивере аппаратной поддержки MAC уровня: MRF24J40 (2.4ГГц) или MRF49XA и MRF89XA (диапазон 433-868-930МГц).
Основные преимущества MiWi DE это легкость разработки готовых приложений и легкость портирования приложений между различными трансиверами Microchip и различными беспроводными протоколами в зависимости от требований задачи практически без изменения программного кода.
Таблица 4. MiWi Development Environment
| Поддерживаемые протоколы | Уровни интерфейса | Поддерживаемые трансиверы |
| MiWi Mesh MiWi P2P | MiApp MiMAC | MRF24J40 MRF89XA MRF49XA |
Подробное описание стека MiWi Mesh вы можете найти в заметке по применению AN1066 - "MiWi Wireless Networking Protocol Stack".
Стек протокола MiWi P2P может быть использован в различных областях, таких как мониторинг и управление промышленными устройствами, системы "умного дома", автоматизация процессов, удаленное управление, в малопотребляющих беспроводных сетях датчиков, для управления освещением, удаленного считывания данных со счетчиков и т.д.
Стек протоколов MiWi P2P поддерживает топологию сети равноправных узлов, а так же типа "звезда". Для PIC-микроконтроллеров код стека составляет 3 Кб. Таким образом, стек позволяет быструю и легкую замену проводных соединений типа RS232/RS432 в тех случаях, когда возникает такая необходимость, а также позволяет быструю смену рабочего частотного радиодиапазона в случае необходимости обеспечить требуемую дальность работы радиоканала на более чем ста доступных микроконтроллерах. Также стек MiWi P2P обеспечивает режим ожидания (sleep) узла сети, активное сканирование и детектирование уровня несущей, что позволяет создать надежную связь для малопотребляющих устройств с батарейным питанием.
Подробное описание стека MiWi P2P, а так же исходные коды программы, вы можете найти в заметке по применению AN1204 - "Microchip MiWi P2P Wireless Protocol".
Бесплатные стеки протоколов ZigBee, MiWi Mesh и MiWi P2P поддерживается анализатором беспроводных сетей ZENA
Zena™ Network Analyzer - это программно-аппаратный набор из платы, подключаемой по USB к персональному компьютеру и программного обеспечения, наглядно показывающее топологию сети и прохождение пакетов в исследуемой беспроводной сети. Программное обеспечение Zena содержит инструменты для создания конфигурации и скрипта линкера в зависимости от требований пользовательского приложения. Демонстрационная версия программы Zena является частью бесплатного стека протоколов ZigBee и MiWi и позволяет создавать исходные коды программы под конкретную пользовательскую задачу и анализировать предварительно записанный сетевой трафик. Полнофункциональная версия работает с платой, которая анализирует радиочастотный трафик и связывается с компьютером по USB интерфейсу. Плата позволяет захватывать и анализировать в реальном времени сетевые пакеты ZigBee и MiWi сетей, а использование фильтров пакетов и адресов устройств позволяют гибко конфигурировать отображаемые пакеты для легкого поиска нужной информации.
Оптимизация размера кода за счет включения в стек только самых необходимых функций
Уменьшает время разработки благодаря простому взаимодействию со стеком
Окно конфигурации сети позволяет в реальном времени отслеживать трафик и пути прохождения данных между узлами сети
Весь трафик может быть записан в файл для последующего анализа сетевого трафика
Инженеры могут использовать демонстрационный набор Microchip's PICDEM Z Demonstration Kit (DM163027-5) с любым из трех стеков и модулем приемопередатчика MRF24J40MA. Набор включает 2 "материнские" платы с микроконтроллером PIC18LF4620, 2 дочерние радиочастотные платы, полнофункциональный анализатор сетей ZENA Network Analyser и утилиту настройки беспроводных сетей.
Программный драйвер
Для упрощения разработки и проверки беспроводных протоколов в устройствах на базе приемопередатчиков, компания Microchip предоставляет пакет программных драйверов.
Программный драйвер отладки радиоканала предоставляет инженерам платформу для тестирования и разработки устройств с применением приемопередатчиков MRF49XA, MRF89XA и MRF24J40, а так же модулей, выполненных на их основе.
Программный драйвер отладки радиоканала может использоваться для тестирования возможностей передачи, приема и режима энергосбережения Sleep трансиверов, а так же тестирования различных способов модуляции и перестройки частоты посредством управления с компьютера через интерфейс командной строки или графического меню пользователя. Помимо тестирования свойств трансиверов разработчик получает возможность тестирования собственных модулей и антенн.
Основные возможности:
конфигурация трансиверов
отправка и прием данных
режим сниффера сетевого трафика
программирование регистров трансиверов
перевод приемопередатчика в режим Sleep
"Ping-Pong Test" с возможностью установки размера пакета
тест на частоту появления ошибок в пакетах (PER Test) с возможностью установки размера пакета
режим генерации гармонического колебания (CW mode)
режим приема без FIFO
установка рабочей частоты, полосы пропускания и девиации частоты
установка скорости передачи данных (TX Data Rate), задержки при передаче пакета
включение/выключение функции индикатора данных на выводе INT/DIO
установки коэф. усиления усилителя (LNA Gain)
установка порога RSSI
установка выходной мощности
Программный драйвер может быть запущен на отладочных платах PIC18 Explorer (используется микроконтроллер PIC18F87J11) или Explorer 16 (PIC24F128GA010) при подключении к ним соответствующей дочерней платы (см. табл. 2): "MRF89XA RF transceiver" (номера для заказов AC164138-1 для диапазона 868МГц и AC164138-2 для 915МГц, MRF49XA PICtail™/PICtail Plus Daughter Board (номера для заказа AC164137-1 - для диапазона 433.92 MГц и AC164137-2 для 868/915 MГц), PICDEM Z MRF24J40 2.4 GHz Daughter Card (номер для заказа AC163027-4).
Отладочные платы подключаются к компьютеру через последовательный COM-порт и управляются через гипер-терминал. Исходные коды программных радио-драйверов и описание работы с ним можно скачать с сайта компании Microchip www.microchip.com/wireless, таким образом, разработчик имеет возможность предусмотреть возможность использования радио-драйверов в своем устройстве.
Приемопередатчики IEEE 802.11 - модули Wi-Fi
Для выхода в Wi-Fi сеть Microchip предлагает специализированные Wi-Fi-модули для встраиваемых систем.
Однокристальные решения, соответствующие спецификации IEEE 802.11B, включают MAC-уровень, радиочастотную часть и усилитель мощности.
Предлагаются несколько вариантов Wi-Fi модулей: ZG2100M и его усовершенствованный вариант MRF24WB0MA (оба модуля имеют интегрированную печатную антенну) и ZG2101M и MRF24WB0MB (имеют uFL коннектор для подключения внешней антенны).
Основные особенности Wi-Fi модулей: