SI4463的数据冲撞解决办法

无线数据解决冲撞的最好的办法就是从源头避免，这就需要在发送数据之前检测当前信道是否有其他数据正在发送，如当前信道正在被占用，采用一定的退避算法，例如简单的延时来避免空中的数据冲突。

• 提供了以下两种方案：
  
  • 1、读取当前信道的RSSI（Received Signal Strength indicator）信号强度
  • 2、检测当前信道是否存在有效前导码（Preamble）

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一、如何获取当前RSSI

Silicon Labs提供了两种方法：
    1、GET_MODEM_STATUS命令来获取CURR_RSSI和LATCH_RSSI

2、直接读取（Fast Response Register A） 快速响应寄存器。

u8 si4463_read_rssi(void) {
    u8 send_data = 0x50, frr[4];

    SPI1_CSN_L;
    SPI_Write(&send_data, 1);
    get_data_group(frr, 4);
    SPI1_CSN_H;
    return frr[0];
}

注意事项：

1. 需要配置MODEM_RSSI_CONTROL=0x02（ Latches at sync detect当同步字检测到之后锁存RSSI）

其目的是确定锁存的 RSSI 值没有超出阈值。如果锁存的 RSSI 超出阈值，则不会发生中断，数据包的接收继续正常进行。如果锁存的 RSSI 低于阈值，则芯片转换为 START_RX:RXTIMEOUT_STATE，并生成 INVALID_PREAMBLE中断（如果启用）。利用跳频时，接收器调到下一频率的其中一个条件是 INVALID_PREAMBLE。

1. RSSI阈值控制MODEM_RSSI_THRESH默认值为0xFF（理解为最大值）
2. GPIO快速输出RSSI阈值信号，是通过空闲信道检测（CCA）

CCA（空闲信道评估）信号是可以输出到其中一个 GPIO（在 API 文档中查找 GPIO_PIN_CFG）的信号之一。如果当前 RSSI
值高于 MODEM_RSSI_THRESH 中给出的阈值，则它会变高电平，如果当前 RSSI
值低于此阈值，则它会变低电平。只要接收器打开，此信号就会不断更新。

二、检测当前信道前导码

前导码配置：

#define RF_PREAMBLE_TX_LENGTH_9 0x11, 0x10, 0x09, 0x00, 0x08, 0x14, 0x00, 0x0F, 0x31, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00

有如下配置：

1. PREAMBLE_TX_LENGTH = 0x08 Byte；前导码为八字节传输
2. RX_THRESH[6:0] - default:0x14 ； 当检测到14bits有效位则表示前导码被检测到
3. RX_PREAMBLE_TIMEOUT[3:0] - default:0xF ；
4. STANDARD_PREAM[1:0] - default:0x1 = Use standard preamble of 1010

5. PATTERN_31_24[7:0] - default:0x00 = Preambles always sent bits 0–31 timewise。前导码按时间顺序发送

   程序代码如下：

u8 si4463_detect_preamble(u8 ch) {
    IWDG_ReloadCounter();
    u8 API_Write[7];
    API_Write[0] = CMD_GET_INT_STATUS; 
    API_Write[1] = 0xFB;                //其他位状态保留
    API_Write[2] = 0x00;                //清除MODEM_CLR_PEND
    API_Write[3] = 0xFF;               
    send_command(ch, API_Write, 4);        
    get_response(ch, API_Write, 8);          
    if (API_Write[4] & 0x02) {
        //If set, PREAMBLE_DETECT interrupt is pending
        return 1;
    }
    return 0;
}

实际测试经验：

1. MODE_PEND中断挂起比MODEM_STATUS置位要快；因此我检测的是PEND
2. 前导检测中断或无效的前导码会同时出现置位；我的做法是直接根据前导码中断，则等待后再次检测

三、根据GPIO快速读取当前信道是否有前导码存在

1、配置gpio：
//GPIO0用来检测是否存在有效前导码；GPIO1用来检测是否存在无效的前导码（实测作用不大）
u8 API_Write[8] = {0x13, 0x40|24, 0x40|25, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00};
set_cmd(API_Write, 8);

检测程序代码段

    #define valid_preamble GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA,GPIO_Pin_8)
     while (valid_preamble && retry > 0) {
        //实测每个有效数据包的持续时间为5ms
        rt_thread_delay(6*RT_TICK_PER_SECOND/1000);
        if (waitms > 20)
            waitms -= 6;
        retry--;
    }

实际压测结果：

1. 从节点源头上避免了数据冲突，可以增大信道的通讯量
2. 如还有其他小概率性丢数据情况，请添加两到三次的重发机制
3. 网关侧会出现广播数据与节点数据同时发，会出现冲突现象
4. 两个节点之间的数据间隔15ms也会导致数据丢失
5. 实际压力测试丢包率为0.2%