一种ZigBee－以太网网关的设计

王玉宏，张雪梅

(1.太原罗克佳华工业有限公司电子中心，山西 太原 030032;2.山西职业技术学院电子系，山西 太原 030006)

物联网，即物物相连的网络，目前已广泛应用于公共安全、智能交通、智能楼宇和环境监测等众多领域。ZigBee是一种低速率、低功耗、网络容量大、节点间能够进行群体协作，网络具有很强自愈能力的无线通信技术［1］，在物联网应用中得到了广泛使用。随着物联网技术的不断发展和推广，解决物联网和互联网之间的异构互联，在物联网和互联网之间建立一个透明的数据传输通道，为现场非IP物联网设备接入IP网络提供技术保证，也将成为物联网技术研究的热点和重点。

1 硬件设计

1.1 网关硬件架构

网关硬件架构由LM3S6911微处理器单元、系统电源单元电路、JTAG接口单元电路、RS232接口单元电路、以太网接口单元电路和ZigBee射频模块组成，网关硬件架构如图1所示。由于ZigBee射频电路需要进行2.4 GHz射频电路设计，因此把ZigBee射频电路部分进行了独立设计，射频电路板通过排针与主控板相连接。

1.2 主控板电路设计

图1 网关硬件架构图

主控板设计选用高性能、低成本ARM Cortex－M3嵌入式微处理器LM3S6911［2］，其内置一个完全集成了媒体访问控制层(MAC)和网络物理层(PHY)的10/100 MHz以太网控制器，遵循IEEE802.3协议规范，MAC层提供以太网帧的发送和接收处理，PHY层只需要一个双路1∶1隔离变压器就能够与以太网线路连接。设计中使用内置磁性隔离变压器的RJ45以太网连接器HR911105A与LM3S6911处理器的PHY直接相连，使得以太网外围接口电路简单、抗干扰能力强，主控板电路设计如图2所示。……