ZigBee网络由协调器、路由器和终端节点组成，3种节点在网络中担任不同的功能，硬件、软件配置上稍有差别，但是都包含以下基本单元：微控制器（MCU）单元、无线单元、供电单元、天线单元和下载单元，根据实际功能不同，节点还会配置其他功能单元，如终端节点需要添加传感器模块，协调器节点需要添加串口通信模块等。

1.MCU+RF单元

CC2530是TI公司针对2.4GHzISM频带推出的第二代支持ZigBee/IEEE 802.15.4协议的片上集成芯片。其内部集成了高性能射频收发器、工业标准增强型8051 MCU内核、256KB Flash ROM和8KB RAM。其主要特性：具有2个USART（通用同步/异步串行接收/发送器）、8位和16位定时器、看门狗定时器、8路输入可配置的12位A-D转换器、21个GPIO（通用输入输出）、AES128协同处理器，硬件支持CSMA/CA、数字化的RSSI（接收的信号强度指示）/LQI和强大的DMA（直接存储器访问）功能，具备电池监测和温度感测功能；支持5种工作模式，且转换时间短，可以较好地满足超低功耗系统的要求；在接收和发送模式下，电流损耗分别为24mA和29mA。由于其硬件设计简单、封装小、功耗低，在无线传感器网络中得到了越来越广泛的应用。且允许芯片无线下载，支持系统编程。正因为CC2530有这么丰富的资源，所以MCU+RF单元选用CC2530。其应用电路如图5-11所示。图中元器件见表5-7。

图5-11 CC2530的应用电路图

表5-7 网络节点封装信息表

2.传感器单元

监控系统中，数目最多的是传感器节点，负责采集大楼内的敏感数据。本监控系统主要采用了两种传感器：加速度传感器和温湿度传感器，系统采用博世公司研制的加速度传感器SM380以及Sensirion公司研制的温湿度传感器SHT71，分别监控大楼的环境和物品的在位状态。

（1）SM380加速度传感器

SM380加速度传感器是一款三维低加速度传感器，可以测量物体静态和动态的重力加速度和角加速度。根据加速度数据的变化来判定物品的状态是否正常。其与CC2530的接口如图5-12所示。

图5-12 SM380与CC2530接口

（2）SHT71温湿度传感器

SHT71智能化温湿度传感器是利用两只传感器，分别测量相对湿度或温度信号，然后经过放大，分别送至A-D转换器输出数字信号，然后利用内部校准单元进行校准和纠错，最后利用CRC校验码对最终数据进行校验，其具有信号质量好、反应时间快、体积小、功耗低等优点，非常适合ZigBee节点的应用。SHT71与CC2530的接口如图5-13所示。(www.daowen.com)

图5-13 SHT71与CC2530接口

3.天线单元

射频天线的选择和匹配建议采用相应的典型应用，这样才能保证信号在收放的过程中所收的干扰和辐射最小。本系统采用的天线就是CC2530典型应用中提出的单极子不平衡天线。

4.供电单元

为ZigBee节点的其他功能模块供电，保证节点的正常工作。本系统中，ZigBee节点的下载设备和调试设备需要采用5V供电。CC2530工作电压为2～3.6V，这里将ZigBee节点供电电压设置为3.3V，因此需要采用电压转换芯片进行电平转换。经过综合考虑，电压转换芯片采用低压差线性稳压器LM1117-3.3。为了充分满足ZigBee节点不同工作环境下供电需求，本系统为ZigBee节点提供了3种供电方式：电池供电、USB供电、稳定电源直流供电。供电单元电路原理图如图5-14所示。

当采用USB供电、稳定电源直流供电时，通过电压转换芯片LM1117供给CC2530用电，LM1117芯片是一个低压差线性稳压器，根据后缀的不同，输出不同的电压，LM1117-3.3输出3.3V电压。

5.网络接口单元

网络接口单元连接上位机和协调器，实现ZigBee监控网络与上位机的数据传输。网络接口单元的实现主要有协议转换方案和信号转换方案两种，通过分析比较，本系统采用电平转换方案。设计了1路UART与RS232相连的接口电路，负责协调器与PC进行串行通信。RS232串口电路原理如图5-15所示。

图5-14 供电单元电路原理

图5-15 MAX3232串口电路