無線通信協(xié)議的案例
首個融入IP協(xié)議的無線通信標準——6LoWPAN
近年來集成了網絡技術、嵌入式技術和傳感器技術的低速率無線個域網（LR-WPAN）技術成為了研究熱點。LR-WPAN是為短距離、低速率、低功耗無線通信而設計的網絡，可廣泛用于智能家電和工業(yè)控制等領域。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。其出現推動了短距離、低速率、低功耗的無線個人區(qū)域網絡的發(fā)展。IEEE 802.15.4是LR-WPAN的典型代表，其應用前景非常廣闊，以其為基礎的研究方興未艾。
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，沒有涉及到網絡層以上規(guī)范，而IEEE 802 15.4設備密度很大，迫切需要實現網絡化。同時為了滿足不同設備制造商的設備間的互聯(lián)和互操作性，需要制定統(tǒng)一的網絡層標準。IPv6以其規(guī)模空前的地址空間及開放性，對LR-WPAN產生7極大的吸引力。
1、IEEE 882.15.4技術概述
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備或更小的特殊設備；④短距離，節(jié)點信號覆蓋范圍有限，一般為10－100m；⑤低復雜度，比現有的標準低；⑥短幀長，最大幀長度為127字節(jié)；⑦多拓撲，網絡拓撲結構豐富，支持星型拓撲和點對點拓撲2種基本拓撲結構及其混合組網。
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)議就是一種數據傳輸的協(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。
三分鐘教你讀懂通信協(xié)議
進入通信行業(yè)，你會發(fā)現，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”
“實現符不符合協(xié)議”
......
協(xié)議到底是什么？為什么大家都在強調協(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內容。
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)議就是網絡協(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)組織出的技術規(guī)范與技術報告，國家標準，以及特定的具體業(yè)務信令流程，都可以稱為“協(xié)議”。
除了“協(xié)議”之外，還經常聽說“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，這也是我們日常工作中接觸最多的組織之一。
（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 數據傳輸
▲ 圖1.2 SPI數據傳輸（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來調試MCU
▲ 圖1.3.2 RS-232通過電平轉換芯片與MCU通訊
串口通信相關文章: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?？蓱糜诓惋?、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，可實現服務呼叫、管理呼叫、排隊呼叫、單呼、組呼、群呼、定時呼、發(fā)送數字、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調制器、GFSK解調器等功能模 塊。通過SPI接口可以對輸出功率、頻道選擇以及數據包格式進行靈活配置，并且內置CRC、 FEC、自動應答和自動重傳機制，可以大大簡化系統(tǒng)設計并優(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的機理。
1 SPI傳輸
▲ 圖1 SPI 數據傳輸
▲ 圖1.2 SPI數據傳輸（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來調試MCU
▲ 圖1.3.2 RS-232通過電平轉換芯片與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的機理，分享給大家。
1、SPI傳輸
圖1 SPI輸出傳輸
圖2 SPI數據傳輸（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調試MCU
圖6 RS-232通過電平轉換芯片與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 調幅與調頻信號
圖16 相位調制信號
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的機理。
01
PART
SPI傳輸
圖1.1 SPI數據傳輸(1)
圖1.2 SPI數據傳輸(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的機理，分享給大家。
1
SPI傳輸
▲ 圖1 SPI輸出傳輸
▲圖2 SPI數據傳輸（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調試MCU
▲ 圖6 RS-232通過電平轉換芯片與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
串并轉換電路
▲ 圖
國產接口芯片兼容替換TI MM1192，用于通信設備協(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，由三層結構組成，分為物理層、數據鏈路層和應用層。
物理層描述了信號模式和傳輸介質。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)議的數據鏈路層主要是通訊幀結構的設計。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，數據幀的內容包括起始字節(jié)、地址字節(jié)、數據字節(jié)、校驗字節(jié)。
芯片采用單電源5V供電，并且內部集成了輸出三極管以減少外圍電路所需的器件數量。接口芯片 - MS1192一般主要用于電話及相關設備、安全裝置、AV設備、空調設備等。
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、設計簡單
波特率可達 119200bps
應用：
電話及相關設備
空調設備
安全設備
AV 裝置
內部框圖：
目前接口芯片 - MS1192型號產品大量現貨供應，有需求的聯(lián)系：13392805792(微信同號)
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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的機理。
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PART
SPI傳輸
圖1.1 SPI數據傳輸(1)
圖1.2 SPI數據傳輸(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來調試MCU
干貨｜看動圖了解各種常用通信協(xié)議原理
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的機理。
1
SPI傳輸
▲ 圖1 SPI 數據傳輸
▲ 圖1.2 SPI數據傳輸（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來調試MCU
▲ 圖1.3.2 RS-232通過電平轉換芯片與MCU通訊
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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)網是數字化轉型的核心，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，你經常會看到"OPC UA over MQTT"，即以MQTT消息的形式傳輸OPC UA數據，以提高安全性并節(jié)省帶寬。
展開 飛控與外界無線數據通信
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據交互，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無線數傳。其中WiFi與藍牙也是傳輸信號也在2.4G頻段，一般硬件設備都內置有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，數傳模塊產品性能區(qū)間較大，可以結合價格和場景需要選用
市面上這三種都是模塊產品如ESP8366 WiFi模塊，3DR 915MHz無線數傳模塊，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據格式，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系列無論是數據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
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。
展開 仿真APP助力無線通信器件研發(fā)設計
<p><strong>無線通信器件</strong>是實現無線通信的基礎，包括<strong style="color: rgb(9, 64, 142);">射頻芯片</strong><strong>、</strong><strong style="color: rgb(9, 64, 142);">功率放大器</strong><strong>、</strong><strong style="color: rgb(9, 64, 142);">濾波器</strong><strong>、</strong><strong style="color: rgb(9, 64, 142);">天線</strong>和<strong style="color: rgb(9, 64, 142);">收發(fā)模塊</strong>等。它們負責信號的生成、調制、放大、濾波和傳輸，共同確保無線通信的高效性和穩(wěn)定性。這些器件廣泛應用于<strong style="color: rgb(9, 64, 142);">5G基站</strong><strong>、智能手機、</strong><strong style="color: rgb(9, 64, 142);">無線網絡</strong><strong>、衛(wèi)星通信</strong>等領域，極大地促進了信息流動和全球互聯(lián)互通。</p><p><strong>通信器件的性能關系到信息的傳輸質量與速度</strong>。使用<strong>仿真APP</strong>能夠在研發(fā)初期，在虛擬環(huán)境中對各類通訊器件在不同工況下的性能指標進行直觀展示，從而<strong>識別潛在設計缺陷，指導設計優(yōu)化</strong>。
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