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1、无线龙 LBee 系列模块用户手册 无线龙 LBee 系列 ZigBee 模块 WXL LBee ZigBee Embedded Wireless Module 用户手册用户手册 User Manual Version 2.00 深圳市无线龙科技有限公司 ShenZhen WXL Technology CO.,LTD 无线龙 LBee 系列模块用户手册 通往无线桥梁 无线世界先锋 目目 录录 一、ZigBee 概述4 二、LBee 系列模块概述.5 三、LBee 系列模块功能特点.7 3.1 使用简单.7 3.2 价格合理、质量有保证.7 3.3 地址唯一.7 3.4 体积小8 3.5 安全保
2、密.8 3.6 抗干扰能力强8 3.7 网络自组织、自愈能力强8 3.8 网络容量大、路由级数不受限制8 3.9 支持参数配置8 3.10 使用 ISM 频段9 3.11 低功耗设计9 四、LBee 系列模块硬件.9 4.1 机械尺寸.9 4.2 技术指标.10 4.3 引脚定义.11 五、模块设备启动流程.12 六、LBee 系列模块 AT 指令集13 6.1 通用帧格式13 6.2 读写物理地址15 6.3 恢复出厂设置命令.16 6.4 设置设备类型.17 6.5 设置设备 PANID17 6.6 设置通道.18 6.7 设置串口波特率.19 6.8 设置功率.20 6.9 读取 NV
3、信息.21 6.10 GPIO 配置22 6.11 GPIO 读入 22 6.12 GPIO 输出.23 6.13 ADC 读入 .23 6.14 设置加密等级.24 6.15 设置密钥.24 6.16 密钥始能位.24 6.16 网络层初始化25 6.17 网络层数据传送25 6.18 初始化设备为一个协调器.26 6.19 允许加入网络请求.26 6.20 网络加入请求.26 6.21 离开网络请求.27 深圳市无线龙科技有限公司电话：0 7 5 5 - 8 3 6 9 0 6 3 5Email：wxlmcu 地址：深圳市福田区中康路雕塑家园2 7 0 2传真：0 7 5 5 - 8 3
4、6 9 0 6 1 3 QQ：9 7 1 2 7 8 0 8 2 无线龙 LBee 系列模块用户手册 通往无线桥梁 无线世界先锋 6.22 网络层参数复位27 6.24 取网络参数请求.27 6.26 直接加入网络请求.28 6.26 孤点加入网络请求.28 6.27 设置返回信息输出.29 6.28 网络发现.30 6.29 启动网络.33 6.30 取设备信息.34 6.31 读系统版本号.36 6.32 发送信息.36 6.33 接收信息37 6.34 系统复位.37 七、LBee 模块低功耗37 7.1 简介38 7.2 定时唤醒设置.38 7.3MA 模块功耗分析38 7.4MP/F
5、LYRF 模块功耗分析40 7.5 模块低功耗应用流程图.43 八、LBee 模块使用指南.44 九、附表.50 深圳市无线龙科技有限公司电话：0 7 5 5 - 8 3 6 9 0 6 3 5Email：wxlmcu 地址：深圳市福田区中康路雕塑家园2 7 0 2传真：0 7 5 5 - 8 3 6 9 0 6 1 3 QQ：9 7 1 2 7 8 0 8 2 无线龙 LBee 系列模块用户手册 通往无线桥梁 无线世界先锋 一、一、ZigBee 概述概述 ZigBee 技术是一种应用于短距离范围内，低传输数据速率下的各种电子设备之间无线 通信技术。ZigBee 名字来源于蜂群使用的赖以生存和
6、发展的通信方式，蜜蜂通过跳 Zigzag 形状的舞蹈来通知发现新食物源位置、 距离和方向等信息， 以此作为新一代无线通讯技术的 名称。ZigBee 过去又称为“HomeRF Lite”、“RF-EasyLink”或“FireFly”无线电技术，目前统一 称为 ZigBee 技术。 ZigBee 是一组基于 IEEE 批准通过的 802.15.4 无线标准研制开发的。在 IEEE 802.15.4 方面，2000 年 12 月 IEEE 成立了 802.15.4 小组，负责制订 MAC 与 PHY（物理层）规范， 在 2003 年 5 月通过 802.15.4 标准，802.15.4 任务小组目
7、前在着手制订 802.15.4b 标准，此标 准主要是加强 802.15.4 标准，包括：解决标准有争议的地方、降低复杂度、提高适应性并考 虑新频段的分配等。ZigBee 建立在 802.15.4 标准之上，它确定了可以在不同制造商之间共 享的应用纲要。802.15.4 仅仅定义了实体层和介质访问层，并不足以保证不同的设备之间可 以对话，于是便有了 ZigBee 联盟。 ZigBee兼容的产品工作在IEEE802.15.4的PHY上， 其频段是免费开放的， 分别为2.4GHz （全球） 、915MHz（美国）和 868MHz（欧洲） 。采用 ZigBee 技术的产品可以在 2.4GHz 上 提
8、供250kbit/s （16个信道） 、 在915MHz提供40kbit/s （10个信道） 和在868MHz上提供20kbit/s （1 个信道）的传输速率。传输范围依赖于输出功率和信道环境，介于 10m 到 100m 之间， 一般是 30m 左右。由于 ZigBee 使用的是开放频段，已有多种无线通讯技术使用。因此为避 免被干扰，各个频段均采用直接序列扩频技术。同时，PHY 的直接序列扩频技术允许设备 无需闭环同步。 在这 3 个不同频段，都采用相位调制技术，2.4GHz 采用较高阶的 QPSK 调制技术以达 到 250kbit/s 的速率，并降低工作时间，以减少功率消耗。而在 915MH
9、z 和 868MHz 方面， 则采用 BPSK 的调制技术。相比较 2.4GHz 频段，900MHz 频段为低频频段，无线传播的损 失较少，传输距离较长，其次此频段过去主要是室内无绳电话使用的频段，现在因室内无绳 电话转到 2.4GHz，干扰反而比较少。 在 MAC 层上，主要沿用 WLAN 中 802.11 系列标准的 CSMA/CA 方式，以提高系统兼 容性， 所谓的 CSMA/CA 是在传输之前， 会先检查信道是否有数据传输， 若信道无数据传输， 则开始进行数据传输，若产生碰撞，则稍后一段时间重传。 在网络层方面，ZigBee 联盟制订可以采用星形和网状拓扑，也允许两者的组合，称为 丛集
10、树状。根据节点的不同角色，可分为全功能设备（Full-Function Device；FFD）与半(精 简)功能设备（Reduced-Function Device；RFD） 。相较于 FFD，RFD 的电路较为简单且存储 体容量较小。FFD 的节点具备控制器（Controller）的功能，能够提供数据交换，而 RFD 则 只能传送数据给 FFD 或从 FFD 接收数据。 低功耗是 ZigBee 技术最具优势的地方。 在通信状态， ZigBee 终端耗电在几十 mW 左右， 在省电模式下，耗电仅仅几十 uW，一节干电池可以工作几个月到 1 年。 根据 ZigBee 之技术本质，ZigBee 具
11、有下列之特性： 可靠：采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了 深圳市无线龙科技有限公司电话：0 7 5 5 - 8 3 6 9 0 6 3 5Email：wxlmcu 地址：深圳市福田区中康路雕塑家园2 7 0 2传真：0 7 5 5 - 8 3 6 9 0 6 1 3 QQ：9 7 1 2 7 8 0 8 2 无线龙 LBee 系列模块用户手册 通往无线桥梁 无线世界先锋 发送数据时的竞争和冲突；节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个 ZigBee 网 络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。 ZigBee 的媒体接入控制层（MAC
12、 层）采用 talk-when-ready 的碰撞避免机制。在这种完 全确认的数据传输机制下， 当有数据传送需求时则立刻传送， 发送的每个数据包都必须等待 接收方的确认信息，并进行确认信息回复，若没有得到确认信息的回复就表示发生了碰撞， 将再传一次，采用这种方法可以提高系统信息传输的可靠性。 时延短：针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短。 通常时延都在 15 毫秒至 30 毫秒之间。 网络容量大：可支持达 65000 个节点。 安全：ZigBee 提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用通用的 AES-128。高 保密性：64 位出厂编号和支持 AES-128
13、 加密。 数据传输速率低：只有 10k 字节/秒到 250k 字节/秒，专注于低传输应用。 功耗低：在低耗电待机模式下，两节普通 5 号干电池可使用 6 个月到 2 年，免去了充电 或者频繁更换电池的麻烦。这也是 ZigBee 的支持者所一直引以为豪的独特优势。 成本低：因为 ZigBee 数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本。且 ZigBee 协 议免收专利费。 优良网络拓扑能力：ZigBee 具有星、树和网状网络结构的能力。ZigBee 设备实际上具 有无线网路自愈能力，能简单地覆盖广阔围。 有效范围大：有效覆盖范围 1075 米之间(通过功放可在低功耗条件实现 1000 米以上
14、通信距离)，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定，基本上能够覆盖普 通家庭或办公室环境。 工作频段灵活：使用的频段分别为 2.4GHz(全球)、868MHz(欧洲)及 915MHz(美国)，均 为免执照频段。 ZigBee 技术和 RFID 技术在 2004 年就被列为当今世界发展最快，市场前景最广阔的十 大最新技术中的两个。 关于这方面的报道， 只需在百度或 GOOGLE 搜索栏中键入 “ZigBee” ， 你就会看到大量的有关报道。总之，今后若干年，都将是 ZigBee 技术飞速发展的时期。 二、二、LBee 系列模块概述系列模块概述 LBee系列模块是基于802.15.4/
15、ZigBee标准生产短、中、长距离无线ZigBee网络低功耗 模块。 模块使用2.4GHz的ISM频段。 利用该模块用户可以快速度和低成本将嵌入式无线ZigBee 技术嵌入其应用系统中。 并可免去射频设计阶段复杂的、 ZigBee无线网络高成本开发和测试 过程。 LBee系列模块采用的ZigBee协议为ZigBee2006， 支持网状、 星状、 串状等多种网络拓扑。 LBee系列模块集成了所有的射频组件、并已实现软件升级、参数设置。对于想将嵌入式 无线ZigBee技术嵌入其产品的开发商而言，需要做的就是连接电源与串口或IO口。 目前已经3种不同型号的模块，这四款模块都可以通过指令集设定通讯距离
16、、信道、网 络参数，低功耗参数(工作模式)、收发数据包、IO 控制、AD采集、PWM 输出、定位等功能。 深圳市无线龙科技有限公司电话：0 7 5 5 - 8 3 6 9 0 6 3 5Email：wxlmcu 地址：深圳市福田区中康路雕塑家园2 7 0 2传真：0 7 5 5 - 8 3 6 9 0 6 1 3 QQ：9 7 1 2 7 8 0 8 2 无线龙 LBee 系列模块用户手册 通往无线桥梁 无线世界先锋 LBee系列模块共分3类5种： LBee-MA为普通模块，包括杆状外接天线1种。 LBee-MP为增加功放，包括陶瓷贴片天线、杆状外接天线2种。 FLYRF为4层板工业级设计增加功放，包括陶瓷贴片天线、杆状外接天线2种。 类型 功能 参数 功能 参数 类型 功能 参数 功能 参数 大小 见4.1介绍 芯片
