EFR32无线通信模块AN200——connect（功能介绍）

时间： 2018-06-30 来源：世强

技术问答

EFR32无线通信模块，是由世强独立研发，供客户学习蓝牙、Zigbee、Thread、蓝牙Mesh及私有协议的平台，也可以直接嵌入到产品中做应用，同时，可以在平台上搜索到关于模块的所有资源，包括原理图、Layout。

本文介绍下私有协议Connect。Connect是SILICON LABS专有的协议，是一个低功耗、低成本、安全性高的一种组网协议。主要特点如下：

1、支持点对点、星形网络拓扑、扩展星型网络拓扑、直接拓扑：

· 点对点通讯，好处就是允许开发人员对无线不太了解，而仅需做上层通信。

· 星型拓扑的网络容量高达64个节点，这对普通的智能家居和传感网络是足够的，星型拓扑的网络不等同于多点对单点，而是中心节点管理其他64个节点。应用流程首先是中心节点建立起一个具有2字节的网络标号（PanID）的网络，其他节点通过申请注册加入该网络，中心节点允许入网后，会分配一个2字节的网络短地址（nodeID）给该节点，然后该网络的通讯将被AES128加密算法加密。听起来和Zigbee很像，但是实际过程会比Zigbee简单很多。

· 扩展星型的网络容量是1个中心+32个路由器，每个路由器带有32个节点，每个节点有带64个终端节点，合计2048个节点。主要用于64个节点无法满足需求，需要更多节点，以及终端节点距离中心节点较远无法直接通信，需要增加一级中继的场合。

· MAC模式、直接模式，与点对点类似，但是每个节点都通过固定NodeID/MAC地址通讯，直接模式只能与定义了相同PANID的节点通讯。

2、Connect协议栈由Silicon Labs免费提供，并提供丰富插件，包括自动跳频，抗干扰能力进一步增强：

协议栈分为三层，分别是network 层、Mac层、PHY层。

其中network层是私有的，本质上讲可以说是简化版的Zigbee，仅支持一跳。MAC层和PHY层遵循IEEE 802.15.4-2006标准，可以工作在433MHz、868MHz、915MHz、2.4GHz等任意频段、任意数据率（最高2Mbps）、任意调制（FSK GFSK GMSK OQPSK），甚至是任意编码，包括NRZ、Manchester、DSSS。并且在MAC层已经支持CSMA/CA载波冲突检测机制，增加网络带宽的利用率。数据包结构如下：

最高127字节的payload，受加密方式影响，负载能力会有所不同。

除协议栈相关的功能外，Silicon Labs也提供了serial、Frequency Hopping、SPI Flash，还有最重要的OTA升级等可选择的插件，方便用户开发，缩短研发周期，降低研发风险。

3、Connect协议栈网络角色：

· 集中器：在星型网络和扩展星型网络中作为协调器使用，能够建立和管理网络，分配NodeID等。每个网络中仅存在一个集中器。

· 路由器：拓展星型网络中的中继设备，一个网络中最多支持32个路由器，每个路由器支持64个终端设备，路由器不能做非其子设备的消息中继。

· 终端设备：终端设备可以加入路由器和集中器，并可以以低功耗模式工作。

· 直接设备：无需组网，可以和任何具有相同PanID的设备通信。支持单跳中继。

· MAC设备：可以发送标准IEEE 802.15.4数据包，支持单跳中继。

Connect的低功耗终端设备同其他协议的做法也是相同的，低功耗节点需要大部分时间处于睡眠状态，由其父节点暂存发给它的数据，待其唤醒后主动向其父节点Poll，获取数据。并证明自己仍然存在于网络中。可以随时发数据到集中器。一个低功耗睡眠节点的功耗情况，5秒钟上报一次数据，平均功耗仅2.39uA，在一个160mAh的纽扣电池驱动下，可以持续工作7.6年。

以上就是connect协议的大体介绍，该协议适合的应用场景很多，包括低功耗无线传感网络、智慧家居、工业现场中的替代有线等等。

更多的介绍，请下载官方的原版说明：

Silicon Labs Connect协议基础介绍（UG103.12）