原创自己动手快速掌握无线网络的“王冠”----软件协议栈

 2008-5-9 11:58  2018 3 3 分类: 通信

目前，短距离嵌入式无线数据通讯和无线网络，作为电子技术和嵌入式技术发展的一个“热点”，随着像ZIGBEE，Wi-Fi，蓝牙等新兴无线技术在市场上的空前成功，越来越多的多的人开始关注这个嵌入式技术热点，同时也希望尽快学习和掌握这门最新的技术，将这些无线技术应用到自己熟悉的各个应用领域。

许多大学和职业学校，也希望尽快开设短距离无线通讯，ZigBee技术，无线传感器网络，单片机无线数据通讯等新兴课程，缩短学生和目前先进技术差距，使学生掌握最新的无线通讯和无线网络技术，增加就业机会。

对于希望入门和从头开始学习单片机无线通讯和嵌入式无线通讯技术的单片机爱好者和电子工程师/在校相关电子，自动化，计算机相关专业学生而言，入门无线和无线网络技术，需要有下列学习和实验的条件:

1)一个低价格的无线单片机和学习平台。

2)一套通俗易懂，理论结合实践的教材。

3)一个简单易学的典型的无线网络协议栈。

最近世界著名的芯片厂商TI公司最近发布了最新的CC1110和CC2510无线SOC，深圳无线龙科技公司发布了高性能低价格国产C51RF-PS无线单片机(网络版)无线教学平台，(该平台包括IAR高级软件C51编译和集成调试环境，USB-JTAG在线仿真器，CC1110或CC2510无线模块)，完全满足了第一个基本条件。

最近由北航出版的无线单片机技术丛书之七《CC1110，CC2510无线单片机和自组织无线网络》满足了第二个条件。

TI公司为CC2510和CC1110配备了一个具有无线路由功能的简单自组织无线网络协议栈，这就满足了上述第三个条件。

采用这个CC1110和CC2510无线片上系统(SoC)和C51RF-PS无线单片机(网络版)无线教学平台构建一个全新的超低成本无线学习平台，任何人都能够实现采用一个平台，一本教材，从学习单片机基础开始，到学习短距离无线数据通讯，学习高级的无线网络等，一气呵成，轻松完成自己的学习入门单片机，入门和实战高级无线网络的学习之旅。

《CC1110/CC2510无线单片机和自组织无线网络》一书，就是根据上面的要求专门设计的实用性非常强的教材，下面是对该书的一些简单介绍。

该书从熟悉基本的硬件工具和平台开始，让读者首先简单熟悉将贯穿全书使用的C51RF-PS无线单片机(网络版)无线教学平台，然后简单熟悉IAR高级软件编译和集成调试环境(这是一个非常强大，类似KEIL的C51编译，调试软件开发平台)。

接下来，详细介绍了CC2510，CC1110无线单片机的硬件结构和基础，为下面的学习，打下基础。

从第三章起，本书通过9组大型实验，让读者在动手实践中，开始单片机学习实践过程，实验内容涵盖了I/O初始化，定时器使用，中断应用，A/D应用，串口通信，时钟编程，看门狗，液晶驱动，用来引导初学者入门。每个实验都给出了详细的原理、内容及建好的C51工程和C51源代码程序;对于完全没有单片机基础的读者，通过这样一段学习实验的过程，将能够比较容易的对应教材，通过实际实验，初步掌握8051单片机的基础，对于已经非常熟悉8051单片机的读者，也可以看作是一个很好的复习和对无线单片机基础和原理的熟悉过程。

当读者已经具备一定单片机基础后，本书进入了无线部分的学习过程，第四章，第五章，本书通过6六组实验包括：

CC1110/CC2510无线射频收发配置、无线射频点对点无线数据通信、TDMA点对多点无线数据通信、FDMA点对多点无线数据通信、CSMA点对多点无线数据通信、FHSS点对多点无线数据通信等。详细介绍了短距离无线书籍通讯的基本技术原理，并通过具体的实验，让读者实际体验到如何采用C51编程和控制，实现无线通讯的具体基础和软件编程技巧;这实际上也是丰富读者嵌入式开发方面的经验和C51编程方面的经验。

特别一提的是，从这部分实验开始，读者将开始使用深圳无线龙科技公司专门开发的虚拟PC软件工具，这套工具包括，无线龙串口助理，无线龙虚拟液晶和七段显示等，读者使用这些工具，等于将自己的PC作为一个嵌入式应用的显示和通讯窗口，利用PC强大的图形显示功能，读者能更加直观的看到自己C51软件代码的实际运行效果和无线通讯，无线网络实验的实际效果，不仅方便和容易使用，而且大大降低了这套开发平台的成本，使在家建立低价格单片机/无线开发平台的梦想更加接近变成现实。

本书的后面章节，重点是自组织无线网络，通过对TI简单小型RF网络协议的详细介绍和大量无线网络实验，让读者了解和真实体验如何一个典型的网络协议的基础和原理，C51代码如何在RF网络协议工作中工作的具体过程。

长期以来，国内的大学和职业学校，在开设无线通讯和单片机无线数据传输相关课程的时候，对无线网络协议栈这个无线网络的核心部分的教学，一直没有很好的教学解决方案,让学生能够通过实践分析一个典型的无线网络协议栈，来了解无线通讯协议栈的原理和实际动手实践，掌握如何自己设计无线网络协议栈。目前市场上的无线网络协议栈，如GSM/GPRS协议栈，802.11/WI-FI协议栈，蓝牙无线网络协议栈等等，都比较复杂和庞大，不太适合入门级教学使用，而TI这个小型无线网络协议栈和相关实验代码，加上低成本的-PS(网络版)实验开发系统，正好为国内无线网络协议栈课程和无线网络课程，单片机精品课程的教学，提供了理想的成套的教学学习解决方案。

作为无线网络的核心，是出来网络协议功能的协议栈，小型低功耗RF网络通常包含电池供电的设备，这就需要较长的电池使用寿命，以及较低的数据速率与占空比，而且直接相互通信的节点数量也非常有限。TI这个小型网络协议可实现MCU资源占用的最小化，从而降低了低功耗RF网络的系统成本。

在使用很少资源情况下，这个小型无线网络协议依然能够支持点对点多路由通信，这种选择方案不仅可使用数据中心和网关(AccessPoint)来存储并发送消息，还能通过范围扩展设备(rangeextender)来扩大网络覆盖范围，以支持四次网络跳转(AD-HOC)。同时还支持串状网络和多种网络拓扑，高级网络路由等多种自组织无线网络功能。

对于入门无线网络，我们需要通过大量实验，来实际体验和了解包括NetworkManagement(网络管理)、AccessPoint(数据中心)、FrequencyAgility(跳频)、RangeExtender(范围扩展)、Encryption(加密)、Battery-onlyNetwork(低功耗网络)等高级无线网络基础和相关网络概念。同时对网络协议各层：ApplicationLayer(APP)应用层，NetworkLayer(NWK)网络层，LiteHardwareAbstractionLayer(LHAL)硬件逻辑层，无线网络的加密层等，也需要有一个实际和清晰的了解。

如何低价格的单片机系统中，在占用很少内存资源的情况下，开发低功耗无线网络系统?开发自组织无线网络协议软件?如何设计复杂的网络拓扑软件?如何实现路由和无线自动转发?…这些在目前的网上公开的资料中，都很少见，但是，自己动手，通过大量具体实验，实际操作和体验这个运行433MHZ/2.4GHZ高频率下CC1110/CC2510等片上系统(SoC)上的TI小型无线网络协议栈，就像自己上手术台解剖的麻雀，让我们完全了其中网络协议栈的奥妙和原理，让我们对无线网络完全透明，豁然开朗，对无线网络的原理和无线网络协议栈设计设计，都有了全新的认识和理解。

自己动手，快速掌握无线网络的“王冠”----软件协议栈，对每个希望入门单片机无线技术和嵌入式无线技术的单片机爱好者，电子工程师，在校学生，都是一个具有挑战性的工作，深圳无线龙科技公司提供的-PS系统(网络版)开发平台和全部网络协议栈C51源代码，为大家去迎接这个挑战，了完整的低成本解决方案。

今天无线技术，嵌入式技术，正在以空前的速度向我们走来，正在改变着世界，改变着我们的生活和未来，让我们努力学习，动手实践，去迎接无线时代的新挑战!

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深圳无线龙科技邱先生

电话： 0755-83690635

Email： wxlmcu@163.com

QQ： 971278082

网站： www.wxlmcu.com

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