传感器网络——基本模型认识

1、cc3200采集传感器数据后,经内部WiFi网络处理单元cc3100数据封装后无线发送至远端路由器。

具体过程如下:

cc3100利用内部的TCP/IP协议栈对数据进行封装,之后数据进入基带电路,经基带处理后输出基带信号,之后信号进入射频电路,经处理后,基带信号被调制到发射射频载波上,输出的射频频带信号经外部的2.4G带通滤波器滤波之后,通过外接的天线辐射出去。


2、整体模型

  • 无线路由器作为无线接入点AP

  • 以此接入点AP为中心创建一个有中心的结构化WLAN的基本服务集BSS

基本服务集用于描述在一个WLAN中的一组相互通信的移动设备,每个基本服务集都有一个唯一的标识BSSID

  • 接入点将服务集识别码SSID广播出去

SSID是一个或一组基础架构模式无线网络的标识,分为:

  • 基本服务集标识符BSSID:表示AP的数据链路层的MAC地址。(MAC地址是网卡的实际物理地址,由6个字节的16进制数表示)
  • 扩展服务集标识符ESSID:一个最长32字节区分大小写的字符串,表示无线网络的名称。
  • 众多cc3200控制的子节点作为无线站点STA,通过SSID和安全密钥加入到BSS

  • BSS中所有的STA与上游中心程序器的通信都是通过AP转发来完成

  • 各个传感器节点将获取的信息无线发送到无线路由器,之后路由器将接收到的信息发送给管理单元的上游中心程序器。利用PC机代替上游中心程序器接收并分析数据。

  • 为了方便区分来自不同传感器节点的数据,每个节点的主控单元cc3200需要对数据进行编帧。为数据添加两个字节的帧标志以及四个字节的帧计数。不同的帧标志对应不同的传感器节点 ,帧计数是为了验证数据在传输过程中是否丢帧。


3、TCP/IP

传感器节点作为无线站点STA通过TCP/IP协议基础上向外发送数据,TCP/IP一共有两种传输层协议:

  • TCP:传输控制协议,可靠传输。

  • UDP:用户数据报协议,无连接的,不可靠的尽力数据传送的传输协议。

TCP/IP通信模型结构

传感器网络——基本模型认识_第1张图片

客户和服务器进行通信时,服务器要保持监听状态,等待客户的请求,监听到请求之后,执行相应的操作。

 

TCP/IP四层模型

传感器网络——基本模型认识_第2张图片

了解以下知识点:

  • 互联网络的本质是实现节点之间的进程的通信。

  • 计算机中的每一个应用程序都可以叫做一个进程,每个进程都被计算机分配一个唯一的端口,以及用于标识该进程的端口号,以区别这台计算机上的其他应用程序进程。

  • 端口号的范围是0-65535的16位无符号整数。

  • 端口号可唯一标识同一台计算机上的某个应用程序进程,但是当这台计算机接入互联网时,就需要《协议,本地IP,本地端口号》三元组来标识。

  • 两个节点之间的通信是由两个进程完成,需要相同的协议才能实现通信。此时需要采用《协议,本地IP,本地端口号,远端IP,远端端口号》五元组来唯一标识一个完整的TCP/IP通信。

  • 《协议,本地IP,本地端口号》或者《协议,远端IP,远端端口号》三元组叫做一个半相关。

  • 套接字(socket)是两个进程建立的通信连接中的一个端点。可用一个半相关来唯一标识一个套接字。

套接字的通信原理如下图

传感器网络——基本模型认识_第3张图片

在实际通信应用中,通信由客户端套接字发起,客户端需要先指明他要通信的对象,也即是指出远端服务器的IP和进程端口号,之后才能向其发出通信请求。


4、TCP/IP四层模型和OSI七层模型的关系

 

5、总结

 (1)通过TCP发送数据包一般要经过以下四个步骤:

  • 打开socket接口

  • 连接服务器

  • 发送数据包

  • 关闭socket接口

(2)子节点成功连接到TCP服务器之后,可以开始对加速度传感器的配置,IIC的配置,然后读取加速度传感器的数据并发送,进入数据传输阶段,期间需要对采集的数据进行编帧处理,将原始数据放在一个数组中,编帧我觉得就是在这个数组后面加上一系列的标志。然后调用socket的发送函数,将一帧数据发送到远端TCP服务器。

(3)数据的帧格式可以参考

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