SimpliciTI网络协议的无线数据采集系统设计(2)

SimpliciTI网络协议的无线数据采集系统网络协议设计

协议采用TI推出的针对简单小型RF网络的专有低功耗RF协议——SimpliciTI网络协议，能够简化实施工作，尽可能降低微控制器的资源占用。该协议能“开盒即用”地在CC111O/CC2510等片上系统(SoC)或MSP430超低功耗微控制器与CC11OX/CC2500RF 收发器上运行。设计得当的RF协议对降低最终应用的功耗至关重要。

SimpliciTI网络协议由Network Management(网络管理)、Access Point、Frenquency Agility(跳变)、Range Extender、Eneyption(加密)、Battery-only Network(低功耗网络)几个模块构成。

SimpliciTI网络协议主要包括3层：Application Layer(应用层)、Network Layer(网络层)、Lite Hardware Abstraetion Layer(硬件逻辑层)，如图3所示。SimpliciTI网络的加密在网络层处理。

SimpliciTI的硬件逻辑层主要包括：Radio(射频层)、BSP(应用板支持层程序包)。SimplieiTI没有物理层(PHY)和数据链路层(MAC/LLC)，数据直接从射频层接收过来，射频层的作用就是直接将数据接收下来。协议内提供了射频层与网络层(NWK)连接的板级支持层程序包 BSP(Board Support Package)，BSP提供射频层与网络层通信的SPI接口。BSP并不是传统意义上的硬件网络逻辑层，它不仅仅是射频层与网络层之间通信的服务支持。 BSP方便地提供了LED、KEYS以及GPIO引脚的定义，但是其他相关的定义并没有提供，如串口、LCD、定时器等，用户需要根据自己的程序进行定义。

SimpliciT网络协议工作原理如图4所示。

网络层负责如下功能管理：频段管理，跳频支持，调制方式、数据传输速率等无线参数管理，加密管理，数据传输，CCA(清除信道评估)，网络ID，设备地址，加入、连接网络。

网络层管理射频发送与接收，并指定目的地址。目的地址通过接口号(PORT)指定，网络层是不会做任何帧处理的。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。接口编号范围为0x01～0x3F，其中0x01～Ox1F为接口，Ox20～0x3F为用户定义。接口用于网络层自身对网络的管理，这些接口不能被用户应用层应用。就像TCP/IP中的IP必须对应相应的物理地址一样，网络层会在连接过程中把接口号跟地址关联起来。

应用层又分为网络应用层(NWK Application)和用户程序应用层(Peer Application)。网络应用层提供网络层管理，除了提供外部PING访问以外，还提供了很多供用户开发的接口，表1详细列出了相关的应用及描述。

SimpliciTI支持2种基本网络拓扑结构：星状网络拓扑和点对点对等网络拓扑，同时支持网络拓扑扩展，即在星状网络的基础上，使用范围扩展设备网络为串状网络。本系统就采用这种网络拓扑结构，其中包括一个AP(Access Point)、多个RE(Range Extender)、多个ED(End Device)终端。

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