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SimpliciTI網(wǎng)絡(luò )協(xié)議的無(wú)線(xiàn)數據采集系統設計
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時(shí)間：2011-01-13
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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2 網(wǎng)絡(luò )協(xié)議設計
協(xié)議采用TI推出的針對簡(jiǎn)單小型RF網(wǎng)絡(luò )的專(zhuān)有低功耗RF協(xié)議——SimpliciTI網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，能夠簡(jiǎn)化實(shí)施工作，盡可能降低微控制器的資源占用。該協(xié)議能“開(kāi)盒即用”地在CC111O／CC2510等片上系統(SoC)或MSP430超低功耗微控制器與CC11OX／CC2500RF 收發(fā)器上運行。設計得當的RF協(xié)議對降低最終應用的功耗至關(guān)重要。
SimpliciTI網(wǎng)絡(luò )協(xié)議由Network Management(網(wǎng)絡(luò )管理)、Access Point、Frenquency Agility(跳變)、Range Extender、Eneyption(加密)、Battery-only Network(低功耗網(wǎng)絡(luò ))幾個(gè)模塊構成。
SimpliciTI網(wǎng)絡(luò )協(xié)議主要包括3層：Application Layer(應用層)、Network Layer(網(wǎng)絡(luò )層)、Lite Hardware Abstraetion Layer(硬件邏輯層)，如圖3所示。SimpliciTI網(wǎng)絡(luò )的加密在網(wǎng)絡(luò )層處理。
SimpliciTI的硬件邏輯層主要包括：Radio(射頻層)、BSP(應用板支持層程序包)。SimplieiTI沒(méi)有物理層(PHY)和數據鏈路層(MAC／LLC)，數據直接從射頻層接收過(guò)來(lái)，射頻層的作用就是直接將數據接收下來(lái)。協(xié)議內提供了射頻層與網(wǎng)絡(luò )層(NWK)連接的板級支持層程序包 BSP(Board Support Package)，BSP提供射頻層與網(wǎng)絡(luò )層通信的SPI接口。BSP并不是傳統意義上的硬件網(wǎng)絡(luò )邏輯層，它不僅僅是射頻層與網(wǎng)絡(luò )層之間通信的服務(wù)支持。 BSP方便地提供了LED、KEYS以及GPIO引腳的定義，但是其他相關(guān)的定義并沒(méi)有提供，如串口、LCD、定時(shí)器等，用戶(hù)需要根據自己的程序進(jìn)行定義。SimpliciTI網(wǎng)絡(luò )協(xié)議工作原理如圖4所示。
網(wǎng)絡(luò )層負責如下功能管理：頻段管理，跳頻支持，調制方式、數據傳輸速率等無(wú)線(xiàn)參數管理，加密管理，數據傳輸，CCA(清除信道評估)，網(wǎng)絡(luò )ID，設備地址，加入、連接網(wǎng)絡(luò )。
網(wǎng)絡(luò )層管理射頻發(fā)送與接收，并指定目的地址。目的地址通過(guò)接口號(PORT)指定，網(wǎng)絡(luò )層是不會(huì )做任何幀處理的。接口(PORT)概念和TC-P／IP中的PORT概念相似，它是地址概念的延伸。接口編號范圍為0x01～0x3F，其中0x01～Ox1F為接口，Ox20～0x3F為用戶(hù)定義。接口用于網(wǎng)絡(luò )層自身對網(wǎng)絡(luò )的管理，這些接口不能被用戶(hù)應用層應用。就像TCP／IP中的IP必須對應相應的物理地址一樣，網(wǎng)絡(luò )層會(huì )在連接過(guò)程中把接口號跟地址關(guān)聯(lián)起來(lái)。
應用層又分為網(wǎng)絡(luò )應用層(NWK Application)和用戶(hù)程序應用層(Peer Application)。網(wǎng)絡(luò )應用層提供網(wǎng)絡(luò )層管理，除了提供外部PING訪(fǎng)問(wèn)以外，還提供了很多供用戶(hù)開(kāi)發(fā)的接口，表1詳細列出了相關(guān)的應用及描述。
SimpliciTI支持2種基本網(wǎng)絡(luò )拓撲結構：星狀網(wǎng)絡(luò )拓撲和點(diǎn)對點(diǎn)對等網(wǎng)絡(luò )拓撲，同時(shí)支持網(wǎng)絡(luò )拓撲擴展，即在星狀網(wǎng)絡(luò )的基礎上，使用范圍擴展設備網(wǎng)絡(luò )為串狀網(wǎng)絡(luò )。本系統就采用這種網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，其中包括一個(gè)AP(Access Point)、多個(gè)RE(Range Extender)、多個(gè)ED(End Device)終端。
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