一、什么是SimpliciTI無線網絡？

 

無線節點和節點間，無線節點和無線網關間，要進行無線網絡通訊，必然需要一個大家都明白的通訊規范和約定，這就是無線通訊的協議，SimpliciTI 通訊協議是一種入門級別的通訊協議；由美國TI公司開發， 是一種免費的通訊協議，協議非常小，只占了無線單片機閃存中的 8K字節。對于希望入門無線傳感器網絡和短距離無線數據通訊而言，是一個非常理想的敲門磚；SimpliciTI 通訊協議雖然很小，但是，麻雀雖小， 五臟俱全，SimpliciTI 通訊協議包括了網絡加入，網絡管理，低功耗，無線跳頻通訊，網絡抗干擾等多種技術，而這些技術，正是無線傳感器網絡的核心技術，對于初學者而言，掌握這些基本技術，將為進一步 學習ZigBee技術，WI-FI技術，藍牙技術，3G通訊技術打下良好的基礎.

 

SimpliciTI 的網絡拓撲如圖 1所示:

圖1  SimpliciTI 的網絡拓撲

SimpliciTI 通訊協議是一種軟件協議棧，需要運行在TI CC2510或者CC1110無線單片機上，許多運行SimpliciTI 通訊協議協議棧的無線單片機，就構成了SimpliciTI 網絡的基本部件，包括：網關（AP），終端節點（ED）和轉發節點（RE）

 

CC系列無線單片機由一個高性能的8051微控制器和一個2.4GHZ的無線收發器集成組成，功能強大，價格低廉，芯片原理見圖 2所示。

 

圖2  CC2510無線單片機電路原來圖 

 

二、    選擇SimpliciTI無線網絡開發工具

開發一個SimpliciTI 網絡系統，其本質上和開發一個典型的單片機系統的過程類似，但是也有很多不同；類似的方面是都需要采用C51編程語言，設計嵌入式軟件開發代碼，都需要對這些代碼進行編譯和調試， 除錯等；不同是涉及到高頻無線通訊和多點網絡無線通訊，需要有相關硬件（無線通訊模塊，無線單片機開發工具，樣板代碼等）開發工具。

 

圖三是一套無線龍通訊公司專門為開SimpliciTI 網絡而設計的一套低價格開發工具DIYRF-2510。

           

 

圖3 無線龍通訊公司 設計的DIYRF-2510

 

這套系統可能和面前市場上的單片機系統有很大的不同，包含了三個功能：

1、普通8051單片機學習功能 ，DIY RF-2510系統包括一個類似JTAG功能的非入侵式高級在線仿真器，在不占用單片機任何資源前提下，實現軟件下載，單步，斷點和在C語言水平下實時調試功能， 支持功能強大的IAR 電子平臺C51編譯，調試環境。

2、全功能基礎低功耗無線網絡功能展示和測試。

3、SimpliciTI無線基礎網絡軟件協議棧學習和開發功能，包括協議棧源代碼和表演軟件代碼；DIYRF-2510系統由一個無線網關（兼作單片機在線仿真器），兩個無線節點成套而成，無線節點上有最新傳感器和按鍵，顯示功能, 系統全部工作在2.4GHZ 全球免執照頻段。

更大的驚喜是DIYRF-2510 無線節點和網關板上，都有一個無線模塊擴展插座，在插座上擴展上對應的無線龍無線模塊，就可以容易升級到更高級的無線網絡開發，例如 ZigBee網絡開發。同時用同樣方法， 我們也可以容易升級到我們陸續微功耗Wi-Fi、藍牙 ，3G無線網絡開發。DIY-2510開發系統全套系統零售價僅僅為395元人民幣！用戶到www.DIYRF.com 和 www.RFMCU.cn 就可以很容易買到；《無線電》 雜志2009年第9期以2萬字的篇幅，詳細介紹了這套系統的使用和如何入門簡單無線網絡。

 

一、    如何評估和測試SimpliciTI無線網絡功能？

首先，我們需要對SimpliciTI無線基礎網絡的功能進行評估，了解SimpliciTI無線基礎網絡的性能和主要功能；你需要安裝 DIYRF-2510開發系統, 該系統的低功耗無線網絡結構圖如圖4所示。系統結構為使用一根USB電纜，連接網關節點到PC機，將網關通過無線網絡獲得的信息或者PC發出的命令，通過無線網絡傳輸到節點。

 

無線節點板采用標準AAA電池供電，通過網絡協議，以自組織方式加入網絡，實現將傳感器數據和操作信號，通過無線網絡傳輸給無線網關(GATEWAY)。

 

圖4 DIYRF-2510網絡結

 

DIYRF-2510 具有兩種功能，一是評估SimpliciTI無線基礎網絡的功能，二是對SimpliciTI無線基礎網絡進行軟件開發測試；如果你運行SimpliciTI無線基礎網絡評估功能， 首先你需要安裝無線龍DIYRF PC 監控軟件，這非常容易，按照說明書的安裝流程，很容易就完成了安裝，你運行DIYRF 軟件，PC會出現下面的圖5的歡迎圖畫：

 

圖5 DIY SimpliciTI無線網絡

然后從這里將USB電纜接如PC機USB接口。

 

圖6 連接你的網關到PC(USB)

點擊開始，軟件自動會搜索，網關的接口，然后出現下面畫面如圖7。

 

圖7 網關節點在屏幕中

如圖8，安裝你的無線節點的電池，然后打開電池開關到ON，設定DIP開關在全部關閉－000，你可以看見圖9畫面。

 

圖8 啟動你的無線節點

 

圖9 看到你的無線網絡中的全部節點

然后你對照說明書，改變PC屏幕上的實驗功能和無線節點上的DIP開關，確定進行下面豐富多彩的各種實驗，包括無線門鈴，無線溫度計，無線遙控器，無線紅綠燈，無線節能路燈控制，無線游戲搖桿等， 如圖10所表示。

圖10 各種無線網絡實驗

 

四、實戰開發調試 SimpliciTI 無線網絡軟件和應用

作為一個開始，我們使用兩個無線節點，不需要PC機，實現采用SimpliciTI軟件協議棧相互遙控對方的節點板上的小燈的實際例子。
步驟是：1、安裝IAR C51編譯軟件（需要自己到IAR網站下載評估版本）。
              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、根據需要將仿真器分別連接無線節點板，進行下載和調試，首先進行第一號節點，作為AP使用。
     4、打開工程軟件，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，作為設計者，你可以容易的修改無線通訊協議棧和你的應用代碼，開發出各種實際無線網絡應用產品；

 

圖12 IAR平臺 DIYRF工程文件和和源代碼

    5、你可以在C語言源代碼中，修改和定義你使用無線節點上那個按鍵發射（也可以做你自己的任何修改），然后繼續編譯，如果提示正確，說明你成功完成編譯。
             6、點擊下載，完成編譯好的調試代碼下載。
             7、退出下載。
             8、按啟動（RESET）開始運行。
             9、仿真電纜連接 2號節點，定義為ED(終端節點) ，然后重復3－8步。
             10、1號 按下你在軟件中 定義的按鍵，對方相應的燈會亮器，在重復一次，對方燈會熄滅；2號也有相同功能。
             11，實現了一個簡單的采用軟件修改，實現新的功能。

圖13 自己DIY軟件代碼后，實現無線網絡遙控功能

從這里出發，你可以采用軟件實現各種SimpliciTI無線網絡高級的功能，如1號板監視溫度傳感器變化，讓無線網絡連接2號板遠程監視溫度變化。又如可以將2號板固定到你的筆記本電腦上，監視加速度傳感器， 如果有任何移動，2號板通過無線網絡，向1號板發出報警信號（LED閃爍等），你也可以在LED控制線上并接蜂鳴器等，進行聲音報警，實現筆記本電腦和貴重物品高級無線防盜功能，又如，可以繼續增加購買無 線節點板，自己建設更復雜的多節點SimpliciTI無線傳感器網絡應用產品（SimpliciTI 單個網絡最大可以支持255個節點）…..總之，DIYRF-CC2510提供了許多可能，只要你發揮你的智慧，可以變幻出無窮無盡 的軟件代碼和算法，實現你在廣闊的無線海洋中，天高任鳥飛，海闊憑魚躍的夢想。

 

五、繼續學習更高級無線網絡技術

大家知道ZigBee無線傳感器網絡技術，是一項建立在 IEEE802.15.4全球個人區域網標準之上的高級網絡技術，他具有很多更加神奇的功能 ，例如大型多跳網狀（AD-HOC）網絡，強大抗干擾能力和高級網絡自組織，自管理功能等等……..

 

我們只要將我們已經有的DIYRF-2510 上，插上DIYRF-2480 ZigBee升級套件（3個 無線龍通訊公司生產2480 ZIGBEE無線模塊），3 分鐘內就順利簡單完成了硬件升級。

 

圖14是升級后的一個典型無線節點，但是，升級后，這已經是一個具有完整功能的ZIGBEE無線傳感器網絡節點了。

 

圖14 升級后ZigBee無線傳感器網絡節點

同樣，我們采用這樣類似辦法，可以容易升級開發更多的無線網絡系統，包括WIFI,藍牙，3G無線網絡系統等。