Zigbee智能网关定制开发指南（一）：主控，操作系统，天线设计选择思路发表时间：2024-05-20 13:15 智能家居中的网关按支持的协议来划分可以分成蓝牙网关、Zigbee网关、RS232/485网关、KNX/Modbus、RF射频网关（433）和支持多种协议的多协议网关。 其中Zigbee 网关是一种基于 Zigbee无线通信技术的设备，主要用于连接和管理多个 Zigbee设备。Zigbee技术是基于IEEE802.15.4标准协议的一种近距离无线通信技术，具有功耗低、成本低、容量大、安全性高、抗干扰性能强等特点，被广泛应用在工业监控、传感器网络、家庭控制、安全系统等领域。 本文讨论了Zigbee网关的主控、操作系统、天线选择思路，并通过东胜物联DSGW-030，DSGW-210等Zigbee网关方案，来详细的进行说明，希望能对伙伴们在对Zigbee网关的选型上有所帮助！后面的续篇也会对网关的硬件设计，网关性能测试、网关二次开发上的难点进行一一讲解，希望读者能从文章中收获到 Zigbee 网关开发的相关知识，并作为 Zigbee 网关开发的一个参考。 Zigbee网关是Zigbee网络的核心设备， 在智能家居系统中充当中枢控制器的角色，负责将各种设备连接到互联网上，实现数据的传输和控制。Zigbee 网关具备多种功能，包括但不限于有线、无线的数据传输，支持 通过 TCP 、UDP 、MQTT 等协议上云，在云端可实现丰富的网络管理功能。此外，它还能实 现 Zigbee 网络与其他网络之间的协议转换和数据传输。 简单来说，ZigBee 网关是家居智能化的心脏，通过它实现系统信息的采集、信息输入、信息输出、集中控制、远程控制、联动控制等功能，实现智能家居系统的高效运作和数据管理。随着智能硬件的普及，网关已经可以逐渐变成一个功能模块嵌入到其它智能硬件中，比如智能音箱、智能电视、智能中控屏、智能家电（净饮机、冰箱等）。当然独立的网关依然存在，依然是构成智能家居系统中不可或缺的一个设备。 选择合适的主控平台在进行主控平台选择时，我们具有较多的品牌及型号选择，如 RK3328，NXPIMAX6U11， MT7620 ，我们可以根据自己传输数据流的大小及价格，针对 RAM，ROM，主频及各参数来进行选择。 大 RAM 的优点在进行网关选择时，我们可以尽量选用较大的 RAM 内存。较大的 RAM 有以下优点
选择网关RAM的大小是一个需要根据实际需求和预算进行权衡的过程。在选择时，可以综合考虑网络数据量、处理任务的复杂度、缓存需求、未来扩展计划、预算以及技术兼容性等因素。同时，也可以参考网关制造商的建议或规格说明，以确保选择到合适的RAM大小。 大 ROM 的优点大 ROM（只读存储器）的优点主要包括以下几个方面：
在选择网关ROM（只读存储器）的大小时，需要综合考虑多个因素。首先，需要了解网关将执行的功能和所需的操作系统、固件及应用程序的存储空间。这包括操作系统本身的大小、必要的驱动程序以及任何预装的应用程序。 其次，考虑网关的预期使用寿命和可能的固件或软件更新。随着技术的不断发展，可能会有新的固件或软件更新来增强网关的功能或修复潜在的安全问题。因此，需要为未来的更新预留足够的空间。 另外，如果您计划自定义网关的功能或开发特定的应用程序，这也需要额外的存储空间。 最后，还需要考虑预算和硬件的兼容性。一般来说，ROM容量越大，成本可能会越高。因此，在预算范围内选择最合适的ROM大小是很重要的。同时，需要确保所选的ROM大小与网关的硬件平台兼容。 综上所述，选择网关ROM的大小需要综合考虑功能需求、预期更新、自定义开发、预算和硬件兼容性等因素。建议在了解这些需求的基础上，参考网关制造商提供的建议或规格说明，选择适当的ROM大小。请注意，具体的ROM大小选择可能因不同的网关型号、应用场景和预算而异 主控更高主频的优点处理器更高主频的优点：
选择网关主控的主频需要综合考虑性能需求、功耗与散热、兼容性与扩展性以及预算限制等因素。建议在选择前了解不同主频主控的性能表现和价格差异，并结合您的实际需求进行选择。 DSGW-030 Zigbee智能网关，采用MTK7688 主控平台，具有高性能，低成本，易于开发特点。DSGW-030 支持多种无线协议包括Zigbee 3.0，Bluetooth 5.2，Wi-Fi 2.4G。它支持从 Zigbee 3.0，BLE 终端设备获取数据，并通过 Wi-Fi 2.4G 和以太网将其发送到云端。
DSGW-210 边缘计算网关，支持Zigbee，BLE, Z-Wave等多协议, 采用RK3328主控平台，提供模块化配置满足各类开发所需，完美适用于住宅和商业场景的智能设备开发
在选择网关的操作系统时，可以根据自己的需求来进行选型。常见的操作系统类型有 Linux，Andriod ，RTOS ，Debian 等。分类型列出以下系统的优缺点。 Linux 系统Linux 系统的优点：
Linux 系统的缺点：
Andriod 系统Andriod 系统的优点：
Andriod 系统的缺点：
RTOS 系统RTOS 系统的优点：
RTOS 系统的缺点：
Debian 系统④ Debian 系统的优点：
Debian 系统的缺点：
东胜物联智能可编程网关是为企业级物联网开发者量身定制的硬件解决方案，通过提供成熟且完整的硬件平台，支持各种操作系统，包括但不限于Linux, Andriod, RTOS, Debian, OpenWrt等，客户能够轻松移植或自主开发应用程序，或基于开源SDK进行底层固件修改与二次开发，极大地简化了企业在物联网产品和解决方案开发过程中的复杂性，助力客户以更高效的速度实现技术创新和产品落地。 根据通信距离选择网关的外观及尺寸我们在进 Zigbee 的网关选型的时候，Zigbee 的通信距离也是我们选型的主要考虑项。如果我们希望 Zigbee 的通信足够远，那我们该如何进行选择呢？ 从天线的类型选择合适的 Zigbee 网关 Zigbee 网关常用的天线形式有很多，在天线已经调至最优的情况下，通常对其辐射性能做以下排序：外置玻璃钢天线＞外置棒状天线＞内置 FPC 天线＞板载天线＞陶瓷天线。
从天线的尺寸选择合适的 Zigbee 网关在天线调试到最优状态来说，越大的天线尺寸和净空面积，意味着更好的天线性能。 示例 1. 以以下两颗天线为例。 ANT（左）的长度为 208mm，2440Mhz 效率 60%，增益 3dBi ANT（右）的长度为 116mm。2440Mhz 效率 45%，增益 1dBi
（ANT 左） （ANT 右） 示例 2. 以 PSA 的陶瓷天线 RFANT3216120A5T 为例，若净空面积小于以下净空需求，则天线效率会低于预期
从传导参数选择合适的 Zigbee 网关为了提高传输距离，我们在芯片选择和软件设置时，可以通过关注以下板级参数来进行选型 以 EFR32MG21 为例，我们可以选择大功率，高灵敏度的芯片，同时若网关的传输数据量需求较小，我们可在软件中设置，选择较低传输速率的模式来保证通信距离。 (1) 功 率 有 10dBm 及 20dBm 的 版 本 选 择 ， 20dBm 的 通 信 距 离 远 远 大 于 10dBm 。
(2) 低速率的模式灵敏度更高
总结在本文中，我们详细探讨了Zigbee智能网关的多个关键组件，包括主控选择、操作系统的应用及天线设计的多样化。通过比较不同的硬件如EFM32MG21和MTK7688，以及各种操作系统如Android、RTOS、Debian、Linux等，我们展示了如何根据项目需求选择最合适的技术和配置。此外，我们还分析了不同天线参数如频率、增益和尺寸如何影响通信效率和范围。 选择正确的硬件平台和软件环境是确保网关性能和可靠性的关键。同时，合适的天线设计可以大大增加系统的覆盖范围和信号质量。因此，开发者在设计和实施阶段需要综合考虑这些因素，确保最终产品能够满足预期的性能标准和用户需求。 最后，随着技术的不断进步和市场需求的变化，Zigbee智能网关的开发也应持续追踪最新的技术趋势和行业标准，以保持竞争力和创新性。希望本指南能为您提供有价值的信息和灵感，助力您在智能网关开发的道路上取得成功。同时，东胜物联提供智能可编程Zigbee网关，专为企业级物联网开发者设计，提供成熟的硬件平台和开源SDK，支持应用程序的轻松移植或二次开发，简化了物联网产品开发的复杂性。东胜科技的ODM服务还支持根据客户需求定制网关产品的外观和功能，确保满足项目需求。 选择东胜科技的Zigbee网关或定制服务，您将获得行业内领先的产品，和一流的技术服务。欢迎随时咨询东胜物联。我们将竭诚为您提供最专业的解答和服务，助力您的产品成功上市，共创美好未来 声明：此篇为东胜物联原创文章，转载请标明出处链接：https://www.hzdusun.com/blog/zigbee-gateway-develop-hardware-software.html
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