無線通信協(xié)議集成的案例
首個融入IP協(xié)議的無線通信標準——6LoWPAN
近年來集成了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、嵌入式技術(shù)和傳感器技術(shù)的低速率無線個域網(wǎng)（LR-WPAN）技術(shù)成為了研究熱點。LR-WPAN是為短距離、低速率、低功耗無線通信而設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)，可廣泛用于智能家電和工業(yè)控制等領(lǐng)域。IETF組織于2004年11月正式成立了IPv6 overLR-WPAN（簡稱6LowPan）工作組，著手制定基于IPv6的低速無線個域網(wǎng)標準，即IPv6over IEEE 802.15.4，旨在將IPv6引入以IEEE 802.15.4為底層標準的無線個域網(wǎng)。其出現(xiàn)推動了短距離、低速率、低功耗的無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。IEEE 802.15.4是LR-WPAN的典型代表，其應(yīng)用前景非常廣闊，以其為基礎(chǔ)的研究方興未艾。
但是，IEEE802 15.4只規(guī)定了物理層 （PHY）和媒體訪問控制（MAC）層標準，沒有涉及到網(wǎng)絡(luò)層以上規(guī)范，而IEEE 802 15.4設(shè)備密度很大，迫切需要實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。同時為了滿足不同設(shè)備制造商的設(shè)備間的互聯(lián)和互操作性，需要制定統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)層標準。IPv6以其規(guī)模空前的地址空間及開放性，對LR-WPAN產(chǎn)生7極大的吸引力。
1、IEEE 882.15.4技術(shù)概述
IEEE 802.15.4定義的是PHY和MAC層。
IEEE802.15.4標準的主要特征：①低速率，對于2.4GHz、828MHz、915MHz 3個頻段分別對應(yīng)250Kb/s、20Kb/s和40Kb/s3種速率；②低功耗，在待機模式下可使用2節(jié)5號干電池驅(qū)動6個月以上；③低成本，一般采用硬件資源非常有限的底端嵌入式設(shè)備或更小的特殊設(shè)備；④短距離，節(jié)點信號覆蓋范圍有限，一般為10－100m；⑤低復(fù)雜度，比現(xiàn)有的標準低；⑥短幀長，最大幀長度為127字節(jié)；⑦多拓撲，網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)豐富，支持星型拓撲和點對點拓撲2種基本拓撲結(jié)構(gòu)及其混合組網(wǎng)。
展開 如何快速理解通信的硬件層協(xié)議與軟件層協(xié)議？
通信協(xié)議介紹
眾所周知通信協(xié)議就是一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)?em>協(xié)議規(guī)范，從軟硬件層面可以分為硬件層通信協(xié)議和軟件層通信協(xié)議。
為了更加形象的理解軟硬件層面的通信協(xié)議，我們將通信比作交通，通信的硬件層協(xié)議比作各國的公路標準，各國的公路標準類似于不同的硬件層協(xié)議標準；通信的軟件層協(xié)議比作各國的交通規(guī)則，各國的交通規(guī)則類似于不同的軟件層協(xié)議標準。
IBMS集成管理平臺聯(lián)動功能？協(xié)議接口？集成系統(tǒng)？
相關(guān)的聯(lián)動還包括：
當消防系統(tǒng)產(chǎn)生報警時,集成平臺聯(lián)動廣播系統(tǒng)進行消防廣播；
集成系統(tǒng)監(jiān)測到報警信息可聯(lián)動視頻監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)取彈出報警點附件的視頻畫面，并切換視頻圖像在電視墻指定位置顯示。
當出現(xiàn)火警并確認后，可以聯(lián)動停車場系統(tǒng)，打開停車道閘，便于車輛迅速疏散。
向建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送控制指令，關(guān)閉相應(yīng)空調(diào)/新風機組。
智能化集成系統(tǒng)實時記錄故障報警、報警時間信息，以便查詢分析。
1.5 集成界面與接口協(xié)議
系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需為開放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可方便把設(shè)備數(shù)據(jù)集成到其它基于網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)，使客戶在任何時候和任何地點都能取得所需的實時及歷史的數(shù)據(jù)。客戶也可購用系統(tǒng)的其它設(shè)備，通過預(yù)設(shè)的界面，將不同系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)進一步集成使用。系統(tǒng)向下提供標準的主流通訊接口，向上提供標準數(shù)據(jù)庫。
對于ActiveX、DDE、ODBC、API、Access等標準技術(shù)均可實現(xiàn)無縫連接。系統(tǒng)將可實現(xiàn)與這些系統(tǒng)的通訊，從而實現(xiàn)有關(guān)的聯(lián)動控制以及方便物業(yè)管理和系統(tǒng)集成。
集成界面與接口協(xié)議
集成系統(tǒng)通過以太網(wǎng)通訊，通訊采用的通訊協(xié)議為最常用的TCP/IP，傳輸網(wǎng)絡(luò)為以太網(wǎng),速率為10/100MHZ。可采用的界面與接口協(xié)議有：
OPC
OPC（用于過程控制的OLE）是過程控制的工業(yè)標準。即使數(shù)據(jù)的種類不同，這套程序都能將這些數(shù)據(jù)整合。該程序采用的是微軟的DCOM（分布式組件對象模型）結(jié)構(gòu)技術(shù)，并已被迅速成為將數(shù)據(jù)由建筑物的自動化設(shè)備傳送至信息管理系統(tǒng)的工具，不需要重新開發(fā)數(shù)據(jù)集成接口。OPC服務(wù)器容許網(wǎng)絡(luò)上OPC客戶直接連接系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，使微軟的客戶能更快更有效地取得實時數(shù)據(jù)。
BACnet
BACnet網(wǎng)絡(luò)客戶可用BACnet服務(wù)器連接系統(tǒng)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)。BACnet服務(wù)器可使不同IBMS系統(tǒng)內(nèi)的實時數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內(nèi)傳送相連的。
ODBC開放式數(shù)據(jù)庫互連
系統(tǒng)可提供開放式數(shù)據(jù)庫互連。
展開 三分鐘教你讀懂通信協(xié)議
進入通信行業(yè)，你會發(fā)現(xiàn)，無論在哪個崗位，都繞不開“協(xié)議”。
前輩大牛們不斷叨叨：
“一定要學好協(xié)議”
“有問題翻翻協(xié)議”
“實現(xiàn)符不符合協(xié)議”
......
協(xié)議到底是什么？為什么大家都在強調(diào)協(xié)議的重要性？學習協(xié)議有哪些注意事項？今天小編就給大家簡單介紹下相關(guān)內(nèi)容。
無論你是對協(xié)議還一頭霧水的通信專業(yè)“后浪”，還是已經(jīng)在利用協(xié)議解決工程問題、游刃有余的“前浪”，希望這篇文章都能讓你有所收獲。
01.協(xié)議是什么
狹義的協(xié)議就是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，是通信計算機雙方必須遵從的一組約定，如怎樣建立連接、怎樣互相識別等。只有遵守約定，計算機之間才能相互通信交流。
廣義上，各個行業(yè)組織出的技術(shù)規(guī)范與技術(shù)報告，國家標準，以及特定的具體業(yè)務(wù)信令流程，都可以稱為“協(xié)議”。
除了“協(xié)議”之外，還經(jīng)常聽說“規(guī)范”、“標準”等，他們之間的聯(lián)系與區(qū)別可以參考下圖。
業(yè)界有數(shù)以千計的標準化和行業(yè)組織，國際的如ITU、3GPP，國家的如中國的CCSA、歐洲的ETSI。這里我們以3GPP為例進行介紹，這也是我們?nèi)粘９ぷ髦薪佑|最多的組織之一。
（下文提及的“協(xié)議”都是指廣義上的協(xié)議。）
02.為什么學協(xié)議
當然是因為它重要呀！
展開 
動圖演示常用通信協(xié)議原理
1
SPI傳輸
▲ 圖1 SPI 數(shù)據(jù)傳輸
▲ 圖1.2 SPI數(shù)據(jù)傳輸（2）
▲ 圖1.3 SPI時序信號
2
I2C傳輸
▲ 圖1.2.1 I2C總線以及尋址方式
3
UART傳輸
▲ 圖1.3.1 PC 上通過UART來調(diào)試MCU
▲ 圖1.3.2 RS-232通過電平轉(zhuǎn)換芯片與MCU通訊
串口通信相關(guān)文章:STM32串口通信基本原理。
4
紅外控制
▲ 圖1.4.1 紅外控制信號也是一個串行通訊信號
紅外通信相關(guān)文章請移步此處:詳解紅外遙控編解碼。
無線取餐/排隊呼叫器采用先進的DP4306無線通信芯片
無線取餐/排隊呼叫器采用先進的DP4306無線通信芯片，該芯片是一款低功耗、高性能、獨立運行的射頻收發(fā)芯片，適用于各種230、 315、433、470、868、915MHz的無線應(yīng)用。無線呼叫系統(tǒng)由主機、接收器和充電器組成，超大型場所也可選配外接大功率發(fā)射機。可應(yīng)用于餐飲、休閑娛樂、商場、診所、兒童游樂中心、銀行、工廠、汽車4S店和考試中心等場所，可實現(xiàn)服務(wù)呼叫、管理呼叫、排隊呼叫、單呼、組呼、群呼、定時呼、發(fā)送數(shù)字、英文和中文（高級版）信息等功能
DP4306本芯片是一款高性能低功耗的單片集成收發(fā)機，工作頻率可覆200MHz~1000MHz， 該芯片集成了射頻接收器、射頻發(fā)射器、頻率綜合器、GFSK調(diào)制器、GFSK解調(diào)器等功能模 塊。通過SPI接口可以對輸出功率、頻道選擇以及數(shù)據(jù)包格式進行靈活配置，并且內(nèi)置CRC、 FEC、自動應(yīng)答和自動重傳機制，可以大大簡化系統(tǒng)設(shè)計并優(yōu)化性能。
展開 幾個不錯的通信協(xié)議動圖
來源 | 汽車ECU開發(fā)
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這些顯示電子系統(tǒng)中信號波形的動圖，有助于幫助我們理解傳輸?shù)臋C理。
1 SPI傳輸
▲ 圖1 SPI 數(shù)據(jù)傳輸
▲ 圖1.2 SPI數(shù)據(jù)傳輸（2）
▲ 圖1.3 SPI時序信號
2 I2C傳輸
▲ 圖1.2.1 I2C總線以及尋址方式
3 UART傳輸
▲ 圖1.3.1 PC 上通過UART來調(diào)試MCU
▲ 圖1.3.2 RS-232通過電平轉(zhuǎn)換芯片與MCU通訊
4 紅外控制
通信協(xié)議難懂搞不定？來看這些
下
面這些顯示電子系統(tǒng)中信號波形的動圖，有助于幫助我們理解傳輸?shù)臋C理，分享給大家。
1、SPI傳輸
圖1 SPI輸出傳輸
圖2 SPI數(shù)據(jù)傳輸（2）
圖3 SPI時序信號
2、I2C傳輸
圖4 I2C總線及尋址方式
3、UART傳輸
圖5 PC上通過UART調(diào)試MCU
圖6 RS-232通過電平轉(zhuǎn)換芯片與MCU通訊
4、紅外控制
圖7 紅外控制信號也是一個串行通訊信號
圖8 紅外信號接收與放大整形電路
圖9 紅外接收光電管控制繼電器電路
5、串并轉(zhuǎn)換電路
圖10 串入、并出移位寄存器
圖11 由八個D寄存器組成的移位寄存器
圖12 串行傳輸示意圖
6、其他動圖
圖13 PWM控制LED亮度
圖14 PWM控制LED亮度
圖15 調(diào)幅與調(diào)頻信號
圖16 相位調(diào)制信號
圖17 方波邊沿抖動波形
展開 干貨 | SPI、I2C、UART...常見通信協(xié)議的動圖
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這些顯示電子系統(tǒng)中信號波形的動圖，有助于幫助我們理解傳輸?shù)臋C理。
01
PART
SPI傳輸
圖1.1 SPI數(shù)據(jù)傳輸(1)
圖1.2 SPI數(shù)據(jù)傳輸(2)
圖1.3 SPI時序信號
02
PART
I2C傳輸
圖2 I2C總線以及尋址方式
03
PART
UART傳輸
圖3.1 PC上通過UART來調(diào)試MCU
通信協(xié)議搞不定？看完這些動圖恍然大悟~
下面這些顯示電子系統(tǒng)中信號波形的動圖，有助于幫助我們理解傳輸?shù)臋C理，分享給大家。
1
SPI傳輸
▲ 圖1 SPI輸出傳輸
▲圖2 SPI數(shù)據(jù)傳輸（2）
▲ 圖3 SPI時序信號
2
I2C傳輸
▲ 圖4 I2C總線及尋址方式
3
UART傳輸
▲ 圖5 PC上通過UART調(diào)試MCU
▲ 圖6 RS-232通過電平轉(zhuǎn)換芯片與MCU通訊
4
紅外控制
▲ 圖7 紅外控制信號也是一個串行通訊信號
▲ 圖8 紅外信號接收與放大整形電路
▲ 圖9 紅外接收光電管控制繼電器電路
5
串并轉(zhuǎn)換電路
▲ 圖
國產(chǎn)接口芯片兼容替換TI MM1192，用于通信設(shè)備協(xié)議
HBS協(xié)議對國際標準化組織(ISO)提出的開放系統(tǒng)互連(OSI)七層模型作了精簡，引用了其中的1，2，7層，由三層結(jié)構(gòu)組成，分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。
物理層描述了信號模式和傳輸介質(zhì)。信號線采用普通的雙絞線。HBS總線上的信號采用脈寬編碼的方式。由于選用的HBS通信芯片要求傳輸信號的頻率最大在 10 kHz左右，所以采用50μs低電平，50μs高電平表示邏輯“0”；50μs低電平，150μs高電平表示邏輯“1”。采用這種方式，抗干擾能力強。接收端通過計算兩個下降沿之間的時間來判斷邏輯“0”和邏輯“1”。協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層主要是通訊幀結(jié)構(gòu)的設(shè)計。通訊以幀的形式進行，所有從主機模塊發(fā)出的幀是定長的，數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容包括起始字節(jié)、地址字節(jié)、數(shù)據(jù)字節(jié)、校驗字節(jié)。
芯片采用單電源5V供電，并且內(nèi)部集成了輸出三極管以減少外圍電路所需的器件數(shù)量。接口芯片 - MS1192一般主要用于電話及相關(guān)設(shè)備、安全裝置、AV設(shè)備、空調(diào)設(shè)備等。
主要特點：
脈沖變壓器置換
高可靠性
可在 5V 單個電源下工作
低成本
外接零件少、設(shè)計簡單
波特率可達 119200bps
應(yīng)用：
電話及相關(guān)設(shè)備
空調(diào)設(shè)備
安全設(shè)備
AV 裝置
內(nèi)部框圖：
目前接口芯片 - MS1192型號產(chǎn)品大量現(xiàn)貨供應(yīng)，有需求的聯(lián)系：13392805792(微信同號)
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01
PART
SPI傳輸
圖1.1 SPI數(shù)據(jù)傳輸(1)
圖1.2 SPI數(shù)據(jù)傳輸(2)
圖1.3 SPI時序信號
02
PART
I2C傳輸
圖2 I2C總線以及尋址方式
03
PART
UART傳輸
圖3.1 PC上通過UART來調(diào)試MCU
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SPI傳輸
▲ 圖1 SPI 數(shù)據(jù)傳輸
▲ 圖1.2 SPI數(shù)據(jù)傳輸（2）
▲ 圖1.3 SPI時序信號
2
I2C傳輸
▲ 圖1.2.1 I2C總線以及尋址方式
3
UART傳輸
▲ 圖1.3.1 PC 上通過UART來調(diào)試MCU
▲ 圖1.3.2 RS-232通過電平轉(zhuǎn)換芯片與MCU通訊
4
紅外控制
▲ 圖1.4.1 紅外控制信號也是一個串行通訊信號
▲ 圖1.4.2 紅外信號接收與放大整形電路
▲ 圖1.4.3 一個使用紅外接收光電管控制繼電器進行魚食投喂電路
工業(yè)通信協(xié)議怎么選？MQTT/REST/OPC UA 選型指南來了
<p>工業(yè)4.0時代，機器、傳感器與系統(tǒng)的高效聯(lián)網(wǎng)是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心，而選對通信協(xié)議，直接決定了系統(tǒng)的流暢度、可靠性和擴展性。但面對MQTT、REST、OPC UA這三大主流協(xié)議，很多工程師都會陷入選擇困境：輕量級傳輸該用哪個？工業(yè)設(shè)備互聯(lián)選誰更安全？云平臺集成哪款更適配？......</p><p><br></p><p>今天我們將探討最常見的通信協(xié)議，從它們的工作原理，到它們的優(yōu)勢和局限，助您輕松找到合適的標準，確保您的應(yīng)用程序盡可能順暢、高效、可靠地運行。</p><p><br></p><h2><strong>MQTT、REST 和 OPC UA 什么區(qū)別？</strong></h2><p>下圖是通信協(xié)議及其最適合應(yīng)用的簡要介紹。這些通信標準并不是完全獨立運作的，它們常常相互結(jié)合，使得一種協(xié)議的優(yōu)勢能夠彌補另一種協(xié)議的缺陷。例如，你經(jīng)常會看到"OPC UA over MQTT"，即以MQTT消息的形式傳輸OPC UA數(shù)據(jù)，以提高安全性并節(jié)省帶寬。
展開 飛控與外界無線數(shù)據(jù)通信
除此之外，四旋翼無人機還需要與地面站或其他四旋翼有數(shù)據(jù)交互，用于狀態(tài)監(jiān)控，集群協(xié)同等
一 硬件與協(xié)議
無人機與外界通信主流方案包括三種：WiFi，藍牙，2.4G無線數(shù)傳。其中WiFi與藍牙也是傳輸信號也在2.4G頻段，一般硬件設(shè)備都內(nèi)置有WiFi,藍牙功能，2.4G收發(fā)端都需要額外配置模塊
也有部分數(shù)傳模塊可以工作在433MHz、915MHz頻段，相同功率，頻率低衍射性能好，傳輸距離遠；頻率高則帶寬大一點，傳輸速度快
通常開發(fā)這三類硬件需要一個2.4G射頻芯片，在上層開發(fā)協(xié)議棧。這三類方案一些常見產(chǎn)品指標對比如下，其中藍牙5.0比4.0在帶寬和傳輸距離上有提升，數(shù)傳模塊產(chǎn)品性能區(qū)間較大，可以結(jié)合價格和場景需要選用
市面上這三種都是模塊產(chǎn)品如ESP8366 WiFi模塊，3DR 915MHz無線數(shù)傳模塊，對外屏蔽協(xié)議棧細節(jié)。與飛控走串口協(xié)議，在PX4中只需要讀寫串口解析應(yīng)用層MAVLink協(xié)議即可
二 MAVLink協(xié)議
MAVLink定義了輕量級無人機之間傳輸數(shù)據(jù)格式，支持多種語言和多種平臺，支持至多255種機型，并且高度可靠與安全。2009年發(fā)布MAVLink v1，2017年發(fā)布版本MAVLink v2. MAVLink系列無論是數(shù)據(jù)幀格式還是交互過程，都和socket十分相似，我們下面一起來看一下
1 MAVLink實現(xiàn)
1.1 協(xié)議
MAVLink v2相比于v1，頭部標記由8字節(jié)升級到14字節(jié)，擴展性進一步提高。
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