本應用筆記介紹了Microchip Technology的MiWi?無線網絡協議棧。本說明提供有關管理此網絡協議，術語，功能，MiWi協議概述（包括IEEE 802.15.4 MAC和設備類型）以及MiWi協議網絡配置（例如星形網絡，群集樹網絡，網狀網絡和多路訪問）的一些注意事項的信息。網絡。地址分配，MiWi協議消息傳遞，堆棧消息和服務，編程接口，用戶注意事項以及資源要求也包含在本文檔中。

介紹

使用無線網絡實現應用程序現在很普遍。從消費類設備到工業應用，人們越來越希望設備具有內置的無需硬連線即可相互通信的能力。挑戰在于選擇正確的無線網絡協議并以經濟高效的方式實現它。

Microchip MiWi?無線網絡協議棧是為低數據速率，短距離，低成本網絡設計的簡單協議。MiWi協議從根本上基于針對無線個人區域網（WPAN）的IEEE 802.15.4?進行了擴展，以支持Microchip專有的RF收發器，它為無線通信提供了一種易于使用的替代方法。特別是，它針對的是網絡規模較小，之間幾乎沒有跳數的較小應用程序。現在，MiWi協議是MiWi?開發環境（DE）支持的無線通信協議之一。它使用MiMAC接口與Microchip RF收發器進行通信，并使用MiApp接口與應用層進行交互。

本說明假定用戶已經熟悉C編程語言和IEEE 802.15.4。強烈建議您在使用Microchip MiWi無線網絡協議棧之前，先詳細閱讀IEEE 802.15.4規范和MiMAC / MiApp應用筆記。

特征

MiWi協議的當前實現具有以下功能：

支持不同頻段上的所有Microchip RF收發器。

可在各種Microchip MCU系列之間移植。

與RTOS和應用程序無關

對MPLAB?C18，C30和C32編譯器的開箱即用支持

易于使用的API

MiWi協議概述

MiWi協議基于IEEE 802.15.4規范的MAC和PHY層，并且針對2.4 GHz和SubGHz ISM頻段的簡單網絡開發量身定制。該協議提供了以下功能：查找，形成和加入網絡，以及發現網絡上的節點并路由到它們。它不涉及任何特定于應用程序的問題，例如如何選擇要加入的網絡，如何確定鏈路何時斷開或設備應多長時間進行一次通信。

IEEE 802.15.4 MAC

MiWi協議使用IEEE標準802.15.4作為參考來開發其MAC層。

與IEEE 802.15.4相似，MiWi協議在MAC中使用確認的數據傳輸機制。此方法在數據包頭中使用特殊的ACK標志。設置此標志時，需要由其接收方確認發送方；這確保了實際上已經交付了框架。如果在設置了ACK標志的情況下發送了該幀，并且在某個超時時間內未收到確認，則發送器將在聲明錯誤之前重試發送固定的次數。

重要的是要注意，確認的接收僅表示MAC層已正確接收到幀。但是，這并不表示該幀已正確處理。接收節點的MAC層可能正確接收并確認了幀，但是由于缺乏處理資源，幀可能會被上層丟棄。結果，應用程序的上層可能需要附加的確認響應。

MiWi協議網絡配置

在MiWi協議中定義的三種設備類型中，聯網的最基本類型是PAN協調器。PAN協調器是啟動網絡并選擇信道和網絡的PAN ID的設備。加入PAN的所有其他設備必須遵守PAN協調器的說明。

星型網絡配置

星形網絡配置（圖1）由一個PAN協調器節點和一個或多個終端設備組成。在星型網絡中，所有終端設備僅與PAN協調器通信。如果終端設備需要將數據傳輸到另一個終端設備，則將其數據發送到PAN協調器，后者再將數據轉發給預期的接收者。

圖1星型網絡配置

群集樹網絡配置

在集群樹網絡中（圖2），仍然只有一個PAN協調器；但是，其他協調員也可以加入網絡。這形成了樹狀結構，其中PAN協調器是樹的根，協調器是樹的分支，終端設備是樹的葉子。在群集樹網絡中，通過網絡發送的所有消息都遵循樹結構的路徑。由于消息可能會通過一個以上的節點進行路由以到達其最終目的地，因此群集樹網絡有時也稱為多跳網絡。

圖3群集樹拓撲

網狀網絡配置

網狀網絡（圖3）類似于群集樹配置，除了全功能設備（FFD）可以將消息直接路由到其他FFD而不是遵循樹形結構。簡化功能設備（RFD）的消息仍必須通過RFD的父節點。這種拓撲的優點是可以減少消息等待時間并提高可靠性。像群集樹網絡一樣，網狀網絡也是多跳的。

圖3網狀網絡

多路訪問網絡

IEEE 802.15.4網絡是一個多址網絡，這意味著網絡中的所有節點都可以平等地訪問通信介質。有兩種類型的多址訪問機制：信標和非信標。

在啟用信標的網絡中，僅允許節點在預定義的時隙中進行傳輸。PAN協調器周期性地從一個超幀開始，該超幀被標識為信標幀，并且網絡中的所有節點都應與該幀同步。在超幀中為每個節點分配了一個特定的時隙，在此期間，允許其發送和接收其數據。超幀還可以包含一個公共時隙，在此期間所有節點競爭訪問該信道。

在不啟用信標的網絡中，只要信道空閑，網絡中的所有節點都可以隨時進行傳輸。當前版本的Microchip MiWi無線網絡協議棧僅支持非信標網絡。

編輯：hfy