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CC2650无线通信协议
1.无线通信协议概述
1.1无线通信协议的基本概念
无线通信协议是指在无线通信系统中,用于规范和管理数据传输的各种规则和标准。这些协议定义了设备之间的通信方式,包括数据格式、传输速率、错误检测和纠正机制等。在单片机应用中,无线通信协议尤为重要,因为它们直接影响到系统的可靠性和效率。
1.2CC2650支持的无线通信协议
CC2650系列单片机支持多种无线通信协议,主要包括:
BluetoothLowEnergy(BLE)
IEEE802.15.4
6LoWPAN
Zigbee
这些协议各有特点,适用于不同的应用场景。接下来,我们将详细介绍这些协议的原理和使用方法。
2.BluetoothLowEnergy(BLE)协议
2.1BLE协议的基本原理
BluetoothLowEnergy(BLE)是一种低功耗无线通信技术,主要设计用于短距离通信,适用于电池供电的设备。BLE协议栈包括多个层次,如物理层、链路层、主机控制接口(HCI)、逻辑链路控制和适配协议(L2CAP)、安全管理层(SM)、属性协议(ATT)、通用属性配置文件(GATT)和应用层。
2.2物理层(PHY)和链路层(LL)
2.2.1物理层(PHY)
物理层负责无线信号的发送和接收。CC2650支持2.4GHz频段,使用GFSK调制方式。物理层的主要参数包括:
频率范围:2.400GHz到2.480GHz
调制方式:GFSK
数据速率:1Mbit/s
传输功率:可配置,范围从-30dBm到+8dBm
2.2.2链路层(LL)
链路层负责设备之间的连接和数据传输。链路层的主要功能包括:
广播:设备通过广播广告数据来宣告自己的存在。
扫描:设备通过扫描来发现其他广播的设备。
连接:设备之间建立连接后,可以进行双向数据传输。
链路管理:包括连接参数协商、断开连接等。
2.3主机控制接口(HCI)
主机控制接口(HCI)是一个标准接口,用于在主机(如应用处理器)和控制器(如CC2650)之间传输命令和事件。HCI层的主要功能包括:
命令传输:主机通过HCI发送命令给控制器。
事件处理:控制器通过HCI发送事件给主机。
数据传输:主机和控制器之间传输数据。
2.4逻辑链路控制和适配协议(L2CAP)
L2CAP层负责提供更高级的数据传输服务,包括分段和重组、多路复用和质量控制。L2CAP层的主要功能包括:
分段和重组:将高层数据分段成适合链路层传输的数据包,并将接收到的数据包重组。
多路复用:允许多个上层协议在同一连接上共存。
质量控制:提供数据传输的可靠性和延迟控制。
2.5安全管理层(SM)
安全管理层负责设备之间的安全连接和数据加密。主要功能包括:
配对:设备之间通过配对建立安全连接。
加密:使用AES-128加密算法来保护数据传输的安全性。
认证:验证设备的身份,防止未经授权的访问。
2.6属性协议(ATT)
属性协议(ATT)是一种用于在设备之间传输属性数据的协议。属性数据通常包括服务、特征和描述符等。ATT层的主要功能包括:
读取:请求读取特定属性的值。
写入:请求写入特定属性的值。
通知:设备可以主动发送属性值的更新。
指示:设备可以请求对方确认接收属性值的更新。
2.7通用属性配置文件(GATT)
通用属性配置文件(GATT)是一个定义了属性协议(ATT)如何使用的配置文件。GATT定义了服务、特征和描述符的结构和使用方法。主要功能包括:
服务:一个服务包含多个特征,用于表示特定的功能。
特征:一个特征包含一个或多个属性,用于表示特定的数据。
描述符:描述符提供特征的附加信息,如单位、格式等。
2.8应用层
应用层是用户自定义的部分,用于实现特定的应用功能。例如,可以实现健康监测、环境监测、智能家居等应用。应用层通常通过GATT服务和特征来与对端设备进行通信。
2.9BLE协议栈的实现
在CC2650上实现BLE协议栈,通常使用TexasInstruments提供的SimpleLink?CC2650SDK。SDK中包含了所有必要的协议栈层,并提供了丰富的API和示例代码,方便开发者快速开发应用。
2.9.1初始化BLE协议栈
#includeti/drivers/Board.h
#includeti/drivers/btle/BLE.h
#includeti/devices/CC2650/driverlib/ioc.h
//初始化BLE协议栈
voidinitBLE(){
//初始化板载硬件
Board_init();