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高整合度Zigbee® Direct物联网解决方案
 

【作者: 陳俊諺】2023年10月30日 星期一

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物联网概念於2005年由国际电信联盟(ITU)提出,现今物联网设备从智能穿戴装置(如手表)到智能电表,已成为你我生活中随处可见的设备,带来生活上的便利、节省能源、提高效率、自动化等。


物联网可以透过各种有线与无线的通讯技术来实现。在无线通讯技术上,无线网路具有各式各样的种类与规格,常见的有Wi-Fi®、蓝牙和Zigbee® 等无线网路技术。其中以Zigbee的技术在智慧家庭应用上获得不少厂商的青睐。


Zigbee具有短距离、低传输速率、低功耗、低成本、低复杂度、安装快速、可靠、安全、可支援大量网路节点等特点,其网路拓朴支援星状拓朴、树状拓朴和网状拓朴。尤其网状拓朴具有多种传输途径,每个节点本身可以读取或传递其他节点资料,不会因其中一个网路节点断线而影响到其周围节点的网路通讯,所以被视为智能居家应用最为广泛的协议之一。


但由於传统的Zigbee网路为封闭的网路系统,如果要直接对该节点以其他无线的方式做控制,则需要透过额外的闸道器(Gateway)才能做到。因此连接标准联盟(CSA)於2023年发布Zigbee Direct 1.0标准,让原有的Zigbee技术与无所不在的低功耗蓝牙技术正式做结合,达到使用者可以透过低功耗蓝牙设备(例如智能手机、平板电脑或智能扬声器)直接启动或控制您的Zigbee产品。



Microchip近期推出的WBZ451模块是使用PIC32CX-BZ2晶片实现蓝牙5.2低功耗蓝牙与Zigbee 3.0同时共存的模组。使用者除了可以透过Zigbee Mesh网状网路拓朴实现智能居家和工业自动化应用,同时可以使用低功耗蓝牙连接手机等设备,将资讯上传到App或云端进行大数据收集。这样不但提供了稳定且多途径的网路拓朴,同时还享受到可与低功耗蓝牙设备(例如智能手机、平板电脑或智能扬声器)连结控制的便利性。


WBZ451模块内含一个64 MHz ARM® Cortex® M4F的核心与1 MB 的快闪记忆体,支援无线韧体升级(OTA DFU) ,搭配丰富的周边PWM、4组SERCOM可任意设定成I2C/SPI/USART、基於硬体的安全加密加速器、优异的12-bit ADC性能及多组GPIO可供使用。在无线协议上它具有以下特点:


- 支持蓝牙5.2低功耗规范,包括LE 2M PHY、LE Coded PHY、LE Extended Advertising和LE Periodic Advertising等


- 支持Zigbee 3.0规范,包括Combined Interface、Light Devices、Thermostat、Color Scene Controller、Multi Sensor、Intruder Alarm System和Zigbee Green Power等应用


- 具有多种低功耗模式,包括睡眠模式、深度睡眠模式和关机模式


WBZ451模块具有两种天线形式的料号:一种是内置PCB天线的WBZ451PE模块,另一种是具有u.FL外置天线连接器的WBZ451UE模块。两种模块都通过FCC、IC、CE、UKCA、MIC、KCC、NCC和SRRC等多个国家和地区的认证。让您的产品对於天线位置的摆放设计更为弹性,并且减少处理各个国家无线射频法规的认证与繁复的测试程序,节省产品上市时间。



现有开发套件为WBZ451 Curiosity开发板 (Part number: EV96B94A) 。开发板上具有Micro USB介面,透过USB Hub IC (USB2512B)同时连接到USB to UART转换器(MCP2200)与烧录器PKoB4 (ATSAME70N21B),让您可借助屡获殊荣的MPLAB® X IDE整合式开发环境和搭配??件MPLAB Code Configurator (MCC)图形化开发工具的支援,连上电脑,轻松编译范例程式来使用Zigbee Direct的功能,板上配置 mikroBUS 连接器可以与任何MikroElekronika Click board整合,让您可以简单并且快速地开发出各种Zigbee与低功耗蓝牙结合的产品。



有关WBZ451模块及产品开发板相关资讯,可叁考以下连结:


- WBZ451系列 https://www.microchip.com/en-us/products/wireless-connectivity/bluetooth-low-energy/pic32cx-bz2-family


- WBZ451产品开发板 https://www.microchip.com/en-us/development-tool/EV96B94A


本文作者为:Microchip主任应用工程师 陈俊谚


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