ZigBee网关设计：基于ARM的CC2420 SPI驱动与通信实现

"该资源是一篇关于基于ARM的嵌入式无线ZigBee网关设计与实现的硕士学位论文，作者黄河，指导教师王舒憬，来自上海大学。论文主要探讨了ZigBee技术的特性，以及在工业现场应用中ZigBee设备与以太网连接的需求，提出并设计了一个无线ZigBee网关，采用$3C2410作为主处理器，CC2420作为无线收发器，并基于Linux 2.6内核进行开发。" 在本文中，作者详细阐述了ZigBee技术的核心特点，如近距离、低功耗、低成本和低数据速率，这些特性使得ZigBee在家庭自动化、楼宇控制和工业监控等领域有着广泛的应用前景。ZigBee技术基于IEEE 802.15.4标准，而网络层和应用层则由ZigBee联盟负责定义。 系统设计中，选择了基于ARM920T内核的Samsung $3C2410微处理器作为ZigBee网关的核心，用于处理和转发数据。CC2420芯片被选为无线收发器，它符合802.15.4标准，能够实现ZigBee通信。考虑到成本和可升级性，系统采用了开源的嵌入式Linux操作系统。 在软件层面，重点在于无线收发器驱动程序和网关程序的开发。驱动程序设计的关键在于Linux下的SPI（Serial Peripheral Interface）驱动，SPI是$3C2410与CC2420之间通信的接口。通过SPI，可以实现用户空间与设备间的数据传输。例如，`spi_write()`函数利用`copy_from_user()`从用户空间安全地获取数据，并通过轮询机制将数据送入SPI发送寄存器。而`spi_read()`函数则负责接收CC2420的数据并将其传送到用户空间。 网关程序包括ZigBee协议栈模块和网关通信模块。协议栈模块处理ZigBee网络层和应用层的协议，而通信模块则负责数据转发至以太网的上位服务器。整个开发过程中，使用C语言编写代码，Bash脚本进行驱动和测试部分的工作。 论文最后提到了ZigBee网关的通信程序设计方法，包括编译、调试和测试过程，以及作者对未来工作的改进思路，比如可能的性能优化和功能扩展。关键词涵盖了ZigBee协议栈、嵌入式Linux、ARM920T处理器以及SPI驱动，表明了研究的主要技术方向。