一、什么是SimpliciTI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)？

 

無(wú)線節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)間，無(wú)線節(jié)點(diǎn)和無(wú)線網(wǎng)關(guān)間，要進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊，必然需要一個(gè)大家都明白的通訊規(guī)范和約定，這就是無(wú)線通訊的協(xié)議，SimpliciTI 通訊協(xié)議是一種入門級(jí)別的通訊協(xié)議；由美國(guó)TI公司開(kāi)發(fā)， 是一種免費(fèi)的通訊協(xié)議，協(xié)議非常小，只占了無(wú)線單片機(jī)閃存中的 8K字節(jié)。對(duì)于希望入門無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和短距離無(wú)線數(shù)據(jù)通訊而言，是一個(gè)非常理想的敲門磚；SimpliciTI 通訊協(xié)議雖然很小，但是，麻雀雖小， 五臟俱全，SimpliciTI 通訊協(xié)議包括了網(wǎng)絡(luò)加入，網(wǎng)絡(luò)管理，低功耗，無(wú)線跳頻通訊，網(wǎng)絡(luò)抗干擾等多種技術(shù)，而這些技術(shù)，正是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)，對(duì)于初學(xué)者而言，掌握這些基本技術(shù)，將為進(jìn)一步 學(xué)習(xí)ZigBee技術(shù)，WI-FI技術(shù)，藍(lán)牙技術(shù)，3G通訊技術(shù)打下良好的基礎(chǔ).

 

SimpliciTI 的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D 1所示:

圖1  SimpliciTI 的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?

SimpliciTI 通訊協(xié)議是一種軟件協(xié)議棧，需要運(yùn)行在TI CC2510或者CC1110無(wú)線單片機(jī)上，許多運(yùn)行SimpliciTI 通訊協(xié)議協(xié)議棧的無(wú)線單片機(jī)，就構(gòu)成了SimpliciTI 網(wǎng)絡(luò)的基本部件，包括：網(wǎng)關(guān)（AP），終端節(jié)點(diǎn)（ED）和轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)（RE）

 

CC系列無(wú)線單片機(jī)由一個(gè)高性能的8051微控制器和一個(gè)2.4GHZ的無(wú)線收發(fā)器集成組成，功能強(qiáng)大，價(jià)格低廉，芯片原理見(jiàn)圖 2所示。

 

圖2  CC2510無(wú)線單片機(jī)電路原來(lái)圖 

 

二、    選擇SimpliciTI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)工具

開(kāi)發(fā)一個(gè)SimpliciTI 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其本質(zhì)上和開(kāi)發(fā)一個(gè)典型的單片機(jī)系統(tǒng)的過(guò)程類似，但是也有很多不同；類似的方面是都需要采用C51編程語(yǔ)言，設(shè)計(jì)嵌入式軟件開(kāi)發(fā)代碼，都需要對(duì)這些代碼進(jìn)行編譯和調(diào)試， 除錯(cuò)等；不同是涉及到高頻無(wú)線通訊和多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)無(wú)線通訊，需要有相關(guān)硬件（無(wú)線通訊模塊，無(wú)線單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具，樣板代碼等）開(kāi)發(fā)工具。

 

圖三是一套無(wú)線龍通訊公司專門為開(kāi)SimpliciTI 網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)的一套低價(jià)格開(kāi)發(fā)工具DIYRF-2510。

           

 

圖3 無(wú)線龍通訊公司 設(shè)計(jì)的DIYRF-2510

 

這套系統(tǒng)可能和面前市場(chǎng)上的單片機(jī)系統(tǒng)有很大的不同，包含了三個(gè)功能：

1、普通8051單片機(jī)學(xué)習(xí)功能 ，DIY RF-2510系統(tǒng)包括一個(gè)類似JTAG功能的非入侵式高級(jí)在線仿真器，在不占用單片機(jī)任何資源前提下，實(shí)現(xiàn)軟件下載，單步，斷點(diǎn)和在C語(yǔ)言水平下實(shí)時(shí)調(diào)試功能， 支持功能強(qiáng)大的IAR 電子平臺(tái)C51編譯，調(diào)試環(huán)境。

2、全功能基礎(chǔ)低功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)功能展示和測(cè)試。

3、SimpliciTI無(wú)線基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)軟件協(xié)議棧學(xué)習(xí)和開(kāi)發(fā)功能，包括協(xié)議棧源代碼和表演軟件代碼；DIYRF-2510系統(tǒng)由一個(gè)無(wú)線網(wǎng)關(guān)（兼作單片機(jī)在線仿真器），兩個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)成套而成，無(wú)線節(jié)點(diǎn)上有最新傳感器和按鍵，顯示功能, 系統(tǒng)全部工作在2.4GHZ 全球免執(zhí)照頻段。

更大的驚喜是DIYRF-2510 無(wú)線節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)板上，都有一個(gè)無(wú)線模塊擴(kuò)展插座，在插座上擴(kuò)展上對(duì)應(yīng)的無(wú)線龍無(wú)線模塊，就可以容易升級(jí)到更高級(jí)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)，例如 ZigBee網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)。同時(shí)用同樣方法， 我們也可以容易升級(jí)到我們陸續(xù)微功耗Wi-Fi、藍(lán)牙 ，3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)。DIY-2510開(kāi)發(fā)系統(tǒng)全套系統(tǒng)零售價(jià)僅僅為395元人民幣！用戶到www.DIYRF.com 和 www.RFMCU.cn 就可以很容易買到；《無(wú)線電》 雜志2009年第9期以2萬(wàn)字的篇幅，詳細(xì)介紹了這套系統(tǒng)的使用和如何入門簡(jiǎn)單無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

 

一、    如何評(píng)估和測(cè)試SimpliciTI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)功能？

首先，我們需要對(duì)SimpliciTI無(wú)線基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的功能進(jìn)行評(píng)估，了解SimpliciTI無(wú)線基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的性能和主要功能；你需要安裝 DIYRF-2510開(kāi)發(fā)系統(tǒng), 該系統(tǒng)的低功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為使用一根USB電纜，連接網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)到PC機(jī)，將網(wǎng)關(guān)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)獲得的信息或者PC發(fā)出的命令，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦?jié)點(diǎn)。

 

無(wú)線節(jié)點(diǎn)板采用標(biāo)準(zhǔn)AAA電池供電，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，以自組織方式加入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)將傳感器數(shù)據(jù)和操作信號(hào)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸給無(wú)線網(wǎng)關(guān)(GATEWAY)。

 

圖4 DIYRF-2510網(wǎng)絡(luò)結(jié)

 

DIYRF-2510 具有兩種功能，一是評(píng)估SimpliciTI無(wú)線基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的功能，二是對(duì)SimpliciTI無(wú)線基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)測(cè)試；如果你運(yùn)行SimpliciTI無(wú)線基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估功能， 首先你需要安裝無(wú)線龍DIYRF PC 監(jiān)控軟件，這非常容易，按照說(shuō)明書的安裝流程，很容易就完成了安裝，你運(yùn)行DIYRF 軟件，PC會(huì)出現(xiàn)下面的圖5的歡迎圖畫：

 

圖5 DIY SimpliciTI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)

然后從這里將USB電纜接如PC機(jī)USB接口。

 

圖6 連接你的網(wǎng)關(guān)到PC(USB)

點(diǎn)擊開(kāi)始，軟件自動(dòng)會(huì)搜索，網(wǎng)關(guān)的接口，然后出現(xiàn)下面畫面如圖7。

 

圖7 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在屏幕中

如圖8，安裝你的無(wú)線節(jié)點(diǎn)的電池，然后打開(kāi)電池開(kāi)關(guān)到ON，設(shè)定DIP開(kāi)關(guān)在全部關(guān)閉－000，你可以看見(jiàn)圖9畫面。

 

圖8 啟動(dòng)你的無(wú)線節(jié)點(diǎn)

 

圖9 看到你的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的全部節(jié)點(diǎn)

然后你對(duì)照說(shuō)明書，改變PC屏幕上的實(shí)驗(yàn)功能和無(wú)線節(jié)點(diǎn)上的DIP開(kāi)關(guān)，確定進(jìn)行下面豐富多彩的各種實(shí)驗(yàn)，包括無(wú)線門鈴，無(wú)線溫度計(jì)，無(wú)線遙控器，無(wú)線紅綠燈，無(wú)線節(jié)能路燈控制，無(wú)線游戲搖桿等， 如圖10所表示。

圖10 各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)

 

四、實(shí)戰(zhàn)開(kāi)發(fā)調(diào)試 SimpliciTI 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)軟件和應(yīng)用

作為一個(gè)開(kāi)始，我們使用兩個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)，不需要PC機(jī)，實(shí)現(xiàn)采用SimpliciTI軟件協(xié)議棧相互遙控對(duì)方的節(jié)點(diǎn)板上的小燈的實(shí)際例子。
步驟是：1、安裝IAR C51編譯軟件（需要自己到IAR網(wǎng)站下載評(píng)估版本）。
              2、按如下示意圖十一連接仿真器到PC USB 口， 注意這次是不同USB接口。

 

圖11 連接仿真器到PC USB 口

     3、根據(jù)需要將仿真器分別連接無(wú)線節(jié)點(diǎn)板，進(jìn)行下載和調(diào)試，首先進(jìn)行第一號(hào)節(jié)點(diǎn)，作為AP使用。
     4、打開(kāi)工程軟件，DIYRF.PRJ 如圖12。該工程文件包括了SimpliciTI全部源代碼和完整的工程文件，表演代碼，作為設(shè)計(jì)者，你可以容易的修改無(wú)線通訊協(xié)議棧和你的應(yīng)用代碼，開(kāi)發(fā)出各種實(shí)際無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用產(chǎn)品；

 

圖12 IAR平臺(tái) DIYRF工程文件和和源代碼

    5、你可以在C語(yǔ)言源代碼中，修改和定義你使用無(wú)線節(jié)點(diǎn)上那個(gè)按鍵發(fā)射（也可以做你自己的任何修改），然后繼續(xù)編譯，如果提示正確，說(shuō)明你成功完成編譯。
             6、點(diǎn)擊下載，完成編譯好的調(diào)試代碼下載。
             7、退出下載。
             8、按啟動(dòng)（RESET）開(kāi)始運(yùn)行。
             9、仿真電纜連接 2號(hào)節(jié)點(diǎn)，定義為ED(終端節(jié)點(diǎn)) ，然后重復(fù)3－8步。
             10、1號(hào) 按下你在軟件中 定義的按鍵，對(duì)方相應(yīng)的燈會(huì)亮器，在重復(fù)一次，對(duì)方燈會(huì)熄滅；2號(hào)也有相同功能。
             11，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的采用軟件修改，實(shí)現(xiàn)新的功能。

圖13 自己DIY軟件代碼后，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)遙控功能

從這里出發(fā)，你可以采用軟件實(shí)現(xiàn)各種SimpliciTI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)高級(jí)的功能，如1號(hào)板監(jiān)視溫度傳感器變化，讓無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接2號(hào)板遠(yuǎn)程監(jiān)視溫度變化。又如可以將2號(hào)板固定到你的筆記本電腦上，監(jiān)視加速度傳感器， 如果有任何移動(dòng)，2號(hào)板通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，向1號(hào)板發(fā)出報(bào)警信號(hào)（LED閃爍等），你也可以在LED控制線上并接蜂鳴器等，進(jìn)行聲音報(bào)警，實(shí)現(xiàn)筆記本電腦和貴重物品高級(jí)無(wú)線防盜功能，又如，可以繼續(xù)增加購(gòu)買無(wú) 線節(jié)點(diǎn)板，自己建設(shè)更復(fù)雜的多節(jié)點(diǎn)SimpliciTI無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用產(chǎn)品（SimpliciTI 單個(gè)網(wǎng)絡(luò)最大可以支持255個(gè)節(jié)點(diǎn)）…..總之，DIYRF-CC2510提供了許多可能，只要你發(fā)揮你的智慧，可以變幻出無(wú)窮無(wú)盡 的軟件代碼和算法，實(shí)現(xiàn)你在廣闊的無(wú)線海洋中，天高任鳥(niǎo)飛，海闊憑魚躍的夢(mèng)想。

 

五、繼續(xù)學(xué)習(xí)更高級(jí)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

大家知道ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是一項(xiàng)建立在 IEEE802.15.4全球個(gè)人區(qū)域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之上的高級(jí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，他具有很多更加神奇的功能 ，例如大型多跳網(wǎng)狀（AD-HOC）網(wǎng)絡(luò)，強(qiáng)大抗干擾能力和高級(jí)網(wǎng)絡(luò)自組織，自管理功能等等……..

 

我們只要將我們已經(jīng)有的DIYRF-2510 上，插上DIYRF-2480 ZigBee升級(jí)套件（3個(gè) 無(wú)線龍通訊公司生產(chǎn)2480 ZIGBEE無(wú)線模塊），3 分鐘內(nèi)就順利簡(jiǎn)單完成了硬件升級(jí)。

 

圖14是升級(jí)后的一個(gè)典型無(wú)線節(jié)點(diǎn)，但是，升級(jí)后，這已經(jīng)是一個(gè)具有完整功能的ZIGBEE無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)了。

 

圖14 升級(jí)后ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)

同樣，我們采用這樣類似辦法，可以容易升級(jí)開(kāi)發(fā)更多的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括WIFI,藍(lán)牙，3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。