支持二次開發的Zigbee模塊(SNAP技術)

 

支持二次開發的Zigbee模塊(SNAP技術)

最近參與規劃的一個項目，須要大量的Zigbee（約5000個）進行數據採集。因爲是大面積布點，採用的是Mesh網絡架構，因此不少節點都是所謂的路由節點，這就引起一個問題，路由節點通常狀況下須要持續供電，因爲現場條件只能採用電池供電，這和電池使用1到2年的要求產生了很大的衝突，因此須要zigbee支持一種同步休眠的技術。

最初的方案考慮zigbee芯片+STM8l芯片，經過在單片中編程，用程序邏輯實現同步休眠，思路相對簡單，就是主節點廣播一個休眠指令，單片機收到後，控制zigbee進入休眠狀態，同時本身也進入休眠中，通過預設的一段時間後，由時鐘喚醒芯片，而後芯片再喚醒Zigbee，進行相關數據發送。因爲STM8l是低功耗芯片，其採集傳感器數據比zigbee模塊直接採集傳感器數據功耗會低不少，而且只是發送數據的時候纔開啓zigbee，總體功耗會更低，可是電路的複雜性和成本會增長很多。

赫立訊公司的一個繼承者在赫立訊Zigbee芯片技術的架構上實現了一種所謂的同步休眠的技術，在Zigbee模塊中實現了上述的休眠邏輯，因爲是在zigbee模塊中直接實現，執行效率會更一些，外圍電路也會更簡單，不過其實現的可靠性和穩定性，還有外部開發和配置的能力須要進一步考驗。

在研究周立功zigbee芯片的時候，發現周立功的zigbee芯片支持一種SNAP的技術，其最大的特點就是支持用戶二次開發，這也是我第一次發現支持用戶二次開發的Zigbee模塊。該技術在Zigbee模塊中實現了一個Python虛擬機，用戶經過編寫Python腳本程序進行二次開發（這算是第二次研究Python相關語言了，第一次是多年前實現LED大屏顯示特效的時候用過Python腳本，請參見相關博文《IronPython腳本應用之LED影像系統》）。

SNAP是Synapse公司開發的無線mesh網絡協議，提供腳本開發工具和相關固件，其使用是須要受權費用的（能夠無償使用6個，一個受權大概30元左右）。SNAP網絡簡介以下:

 

直接從周立功公司購買的Zigbee套件，默認部署的是點對點的固件，經過ZigbeeCfg工具能夠升級該固件，或更換爲對等網固件。若是須要部署支持SNAP的固件須要用Synapse公司公司的Portal軟件進行部署（以下圖）。

 

警告：作這一步須要慎重考慮，由於部署後，周立功公司提供的ZigbeeCfg的工具上的SNAP選項也沒法訪問該模塊，這個時候若是恢復爲原先的固件須要返廠處理。

SNAP當前最新版本的Python腳本支持72個系統函數，能夠操做AD、GPIO、串口、SPI、I2C等相關接口，也能夠執行休眠，重啓等相關指令。

下面代碼是一個控制LED燈閃爍的腳本示例，內容以下：

"""Cycle the LEDs on the ZIC2410 eval board"""  led = 0  def start():      # Initialize LED pins as outputs
     setPinDir(0, True)      writePin(0, False)      setPinDir(1, True)      writePin(1, False)      setPinDir(2, True)      writePin(2, False)      setPinDir(3, True)      writePin(3, False)     def timer100msEvent(currentMs):      """On the 100ms tick, increment led count and pulse next LED"""

    global led      led = (led + 1) % 4      pulsePin(led, 75, True)     def remoteLQ():      """As an added bonus, respond to Link Quality Ranger requests too"""      rpc(rpcSourceAddr(), 'remoteLQ')     # Here's where we specify any "Event Handlers" we need.
 snappyGen.setHook(SnapConstants.HOOK_STARTUP, start)  snappyGen.setHook(SnapConstants.HOOK_100MS, timer100msEvent)

部署運行後，你會發現RXD/TXD和ERR燈會依次閃爍。

 

不過因爲該固件爲國外公司所開發，如要求底層進行定製開發，好比支持單總線的溫溼度採集，就很難實現了。想到這裏，卻是有一個建議，國內如用STM32W Zigbee芯片作zigbee模塊的公司，能夠考慮集成一個簡單的.NET MF框架，這樣用戶就能夠用C#或VB.net進行Zigbee二次開發了，感受要比Python編寫容易，且功能也強大的多。