DL-LN系列多跳自組網(wǎng)模塊現(xiàn)已上市,相比Zigbee可大幅縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期
多跳自組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)介 2000年以來(lái),隨著無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的不斷成熟,無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)等概念依次出現(xiàn)。2002年IEEE802.15工作組成立,其中IEEE802.15.4為針對(duì)低速無(wú)線(xiàn)個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。兩年后,zigbeeV1.0標(biāo)準(zhǔn)推出。2007年推出了zigbeePRO版本。zigbee是基于IEEE802.15.4的無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)解決方案。從2009年開(kāi)始,隨著*6研究的推廣6LoWPAN技術(shù)開(kāi)始興盛,成為了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的流行解決方案。
雖然經(jīng)過(guò)了十余年的發(fā)展,無(wú)線(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用推廣并不順利,市場(chǎng)上少有使用自組網(wǎng)多跳技術(shù)的成熟產(chǎn)品。zigbee、6LoWPAN等無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)技術(shù)多采用無(wú)線(xiàn)芯片+開(kāi)源程序構(gòu)成解決方案,例如TI推出的CC2530+Zstack程序,使用這樣的解決方案,需要熟悉zigbee協(xié)議,并且掌握Z(yǔ)stack程序并對(duì)其進(jìn)行修改。通常情況使用Zstack需要六個(gè)月到一年時(shí)間進(jìn)行開(kāi)發(fā),由于用戶(hù)程序和協(xié)議棧程序統(tǒng)一編譯,如果程序遇到BUG,開(kāi)發(fā)人員很難定位BUG。這些問(wèn)題,都是限制開(kāi)源方案推廣市場(chǎng)的原因。
相對(duì)而言,使用無(wú)線(xiàn)模塊進(jìn)行開(kāi)發(fā)更加方便。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線(xiàn)收發(fā)器的體積不斷縮小,2000年左右,市場(chǎng)上就出現(xiàn)了可以傳輸電平信號(hào)的無(wú)線(xiàn)模塊,2005年以來(lái),這些模塊逐漸推廣并展開(kāi)了市場(chǎng),在遙控玩具、照明、廣告牌、汽車(chē)遙控門(mén)以及遙控道閘等場(chǎng)合應(yīng)用廣泛。隨著技術(shù)的發(fā)展,市場(chǎng)上又出現(xiàn)了可以傳輸數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)模塊,這些模塊通過(guò)串口收發(fā)數(shù)據(jù)可以進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信或者實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)往通信。無(wú)線(xiàn)模塊開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單,可以通過(guò)串口進(jìn)行操作,但現(xiàn)行的無(wú)線(xiàn)模塊多數(shù)不能進(jìn)行多跳傳輸,或者在多跳傳輸時(shí)穩(wěn)定性不佳。
DL-LN系列自組網(wǎng)多跳模塊的設(shè)計(jì)意圖
DL-LN系列模塊可以自動(dòng)組成自組織多跳網(wǎng)絡(luò),在保證穩(wěn)定性的前提下,模塊通過(guò)功能封裝降低了開(kāi)發(fā)難度,以此縮短開(kāi)發(fā)周期。
DL-LN系列模塊融合了無(wú)線(xiàn)模塊與無(wú)線(xiàn)協(xié)議棧的優(yōu)點(diǎn),該模塊專(zhuān)為多跳自組網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì),可以組成多跳mash網(wǎng),組網(wǎng)后,網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以和網(wǎng)絡(luò)中的任一其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信,如果目標(biāo)節(jié)點(diǎn)不在通信范圍內(nèi),通信將由網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)代為完成,即進(jìn)行多跳通信。DL-LN系列模塊在設(shè)計(jì),仿真以及實(shí)驗(yàn)中都針對(duì)多跳網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化,zui多可支持16跳傳輸。
使用DL-LN系列模塊比開(kāi)源程序簡(jiǎn)單很多,用戶(hù)只需學(xué)習(xí)模塊的串口協(xié)議,即可與操作自組網(wǎng)多跳通信,與網(wǎng)絡(luò)中全部其他模塊進(jìn)行通信。因?yàn)橛脩?hù)程序簡(jiǎn)單,錯(cuò)誤排查工作也非常容易。DL-LN系列模塊可以幫助用戶(hù)在短于1個(gè)月的時(shí)間內(nèi)掌握自組網(wǎng)通信技術(shù),由此縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。
模塊的穩(wěn)定性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)
DL-LN模塊在設(shè)計(jì)過(guò)程中拋棄了相對(duì)復(fù)雜的協(xié)議和技術(shù),采用簡(jiǎn)單但穩(wěn)定的技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì),以此保證網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定工作。
操作系統(tǒng)層面,DL-LN模塊采用了類(lèi)似Tinyos的操作系統(tǒng),使用事件發(fā)布代替多任務(wù)輪詢(xún),不需要定時(shí)器協(xié)助切換線(xiàn)程。這樣的操作系統(tǒng)相對(duì)ucOsII更接近無(wú)操作系統(tǒng),因?yàn)榇瞬僮飨到y(tǒng)運(yùn)行效率和穩(wěn)定性都更高。
對(duì)于頻繁收發(fā)包的無(wú)線(xiàn)模塊,動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存非常重要。然而使用堆完成的動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配在長(zhǎng)期工作時(shí)穩(wěn)定性不佳,容易產(chǎn)生內(nèi)存碎片,并且耗時(shí)較長(zhǎng)。DL-LN模塊采用內(nèi)存池進(jìn)行動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配,這樣的內(nèi)存分配策略不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片,從而保證系統(tǒng)可以長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。
DL-LN模塊使用CC2530作為無(wú)線(xiàn)芯片,此芯片*較高,工作穩(wěn)定。
無(wú)線(xiàn)通信使用了帶有循環(huán)冗余校驗(yàn)的自動(dòng)重發(fā)機(jī)制,通信過(guò)程中發(fā)生丟包后模塊將立即進(jìn)行重發(fā),保證通信穩(wěn)定。
簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)優(yōu)化設(shè)計(jì)
DL-LN模塊的操作方法非常簡(jiǎn)單,上手容易。模塊配有開(kāi)發(fā)評(píng)估板,配有網(wǎng)絡(luò)嗅探分析軟件。
組網(wǎng)通信使用定向擴(kuò)散協(xié)議,每個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)地位平等,網(wǎng)絡(luò)中不存在協(xié)調(diào)器,路由器等設(shè)備,因此任意設(shè)備損壞不影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的功能。同時(shí)節(jié)點(diǎn)損壞后用戶(hù)只需要更換硬件即可,不需要配置節(jié)點(diǎn)身份,因此產(chǎn)品維護(hù)非常簡(jiǎn)單。
后續(xù)設(shè)計(jì)正在進(jìn)行
DL-LN模塊現(xiàn)已上市,其后續(xù)產(chǎn)品更新仍在進(jìn)行,其中包括休眠,時(shí)間同步,RSSI測(cè)試,等更新功能,2016年年末上線(xiàn)。