USB dongle與PC 程序之間的通信例子說明 簡(jiǎn)介USB dongle和PC 之間使用USB 相連，并在PC 上虛擬成一個(gè)串口。PC 程序通過使用相應(yīng)的協(xié)議讀寫該串口，從而操作USB dongl

USB dongle與PC 程序之間的通信例子說明 簡(jiǎn)介

USB dongle和PC 之間使用USB 相連，并在PC 上虛擬成一個(gè)串口。PC 程序通過使用相應(yīng)的協(xié)議讀寫該串口，從而操作USB dongle。

USB dongle在PC 之間起到收發(fā)數(shù)據(jù)的功能：

USB dongle接收來自PC 的數(shù)據(jù)發(fā)送命令，從中解析出目的地址和數(shù)據(jù)內(nèi)容后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到該地址的USB dongle；

USB dongle在接受來自其他USB dongle的數(shù)據(jù)包后，從中解析出目的地址、源地址、數(shù)據(jù)內(nèi)容等信息，并將這些信息發(fā)送到PC

串口通信協(xié)議

通信模式

USB dongle和PC 之間以包的形式進(jìn)行通信。這是通過在原始的基于字節(jié)流讀取和寫入的串口的基礎(chǔ)上，使用特定的組包結(jié)構(gòu)，對(duì)串口中所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行封包，使用包的方式進(jìn)行串口兩端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。

這種基于串口包的數(shù)據(jù)傳輸方式將串口兩端的設(shè)備（此處分別為PC 程序和USB dongle）看做一個(gè)擁有唯一地址標(biāo)識(shí)（PAN 和短地址）的通信設(shè)備，并在串口包中攜帶該串口包所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)地址和源地址。

使用串口包的通用格式，PC 程序和USB dongle之間可以進(jìn)行各種數(shù)據(jù)的交互（數(shù)據(jù)被存放在有效載荷中），從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能：

通信協(xié)議 串口包格式

各個(gè)字段的說明如下：

前導(dǎo)字符：用于標(biāo)識(shí)一個(gè)包的開始，內(nèi)容為0xF0F0

●

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●

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●

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●

●

包長度：包括從“序號(hào)”到“有效載荷”的長度 序號(hào)：取值0到255，總是遞增（255 0除外） 目標(biāo)PAN/目標(biāo)短地址：串口包的目的地址 固定為0xFFFF / 0xFFFF 源PAN/源地址：串口包的源地址 PC 發(fā)包到USB dongle時(shí)，總是填寫 0 / 0 USB dongle到PC 的串口包中，該兩字段為USB dongle的地址 包類型：固定填寫0x11（不會(huì)收到包類型不是0x11的串口包） 端口： 發(fā)送串口包到USB dongle時(shí)固定填寫8080（10進(jìn)制） 接受串口包時(shí)，過濾（忽略）端口不是8080的串口包 CRC 校驗(yàn)：從“序號(hào)”到“有效載荷”的CRC16校驗(yàn)。該CRC 校驗(yàn)代碼可在Demo 程序中找到。

節(jié)點(diǎn)功能

USB dongle和PC 之間的通信協(xié)議主要包括如下三個(gè)功能：

● 獲取USB dongle的節(jié)點(diǎn)地址

● 使用USB dongle發(fā)送數(shù)據(jù)

● USB dongle將接收到的其他節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送到PC

下面所述的USB dongle和PC 程序所發(fā)送的各種信息，都是指在串口包中的有效載荷中的內(nèi)容，而串口包本身的結(jié)構(gòu)式固定的。必須先將命令和串口包的包頭等額外內(nèi)容一起打包成串口包，并通過串口發(fā)送。

獲取USB dongle的節(jié)點(diǎn)地址

通信過程：

● PC 端發(fā)送：’ga’（2個(gè)字節(jié)）

● USB dongle回復(fù)：’100 <短地址>’

注意事項(xiàng)：

● PC 程序應(yīng)該在啟動(dòng)后就獲取節(jié)點(diǎn)的PANID 和短地址，從而獲知自己的地址，并且

相互之間進(jìn)行通信

● 命令和回復(fù)都是以字符串的形式發(fā)送和返回，其中PanId 和短地址以16進(jìn)制表示 ● USB dongle的回復(fù)分為以空格分隔的3個(gè)部分，其中：

? 第一個(gè)值為錯(cuò)誤碼，’100’代表命令執(zhí)行正確（參見PPT 末尾的錯(cuò)誤碼列表） ? PanId 為USB dongle的PanId

? 短地址為USB dongle的短地址

使用USB dongle發(fā)送數(shù)據(jù)

通信過程：

● PC 端發(fā)送：發(fā)送命令包

● USB dongle解析并進(jìn)行發(fā)送

● USB dongle將發(fā)送結(jié)果返回到PC

發(fā)送命令包結(jié)構(gòu)：

發(fā)送結(jié)果返回：‘100’

注意事項(xiàng)：

● 無法確定對(duì)方是否成功接收

使用USB dongle接收數(shù)據(jù)

USB dongle在接收到數(shù)據(jù)時(shí)，就將所收包的信息發(fā)送到PC 。 USB dongle發(fā)送到PC 的數(shù)據(jù)回顯包結(jié)構(gòu)：

注意事項(xiàng)：

● 數(shù)據(jù)回顯中沒有源PAN 的字段，無法得到發(fā)送者的PANID 串口編程

需要使用串口庫進(jìn)行串口的讀寫。Demo 程序中有現(xiàn)成的一個(gè)串口庫。 如何連接串口

? 首先需要安裝USB dongle的驅(qū)動(dòng)

? 按照如下配置打開串口

? 串口號(hào)：查看設(shè)備管理器獲得

? 波特率：230400

? 數(shù)據(jù)位：8

? 校驗(yàn)位：無

? 停止位：1

如何發(fā)送串口包

? 將發(fā)送命令、獲取地址命令等有效載荷封裝在串口包中，然后通過串口操作函數(shù)發(fā)

送到串口

? 必須保證串口包中字段的正確性

? 參考前面的“通信協(xié)議-串口包格式”

如何接受串口包

? 程序必須解析來自串口的字符流，從而讀取串口包

? 注意事項(xiàng)

? 不能保證一個(gè)串口包的數(shù)據(jù)在一次串口消息（串口讀取）中全部獲得

? 程序必須過濾端口不是8080的串口包，因?yàn)閁SB dongle會(huì)向串口打印某些

額外的信息

舉例說明

節(jié)點(diǎn)地址獲取

獲取USB dongle地址是通過發(fā)送”gt ”命令實(shí)現(xiàn)的，一個(gè)典型的通信過程如下：

PC 端程序向串口發(fā)送（使用‘|’分隔各個(gè)字段）：

| F0 F0 | 0E | 00 | FF FF | FF FF | 00 00 | 00 00 | 11 | 90 1F | 67 61 | FF 15 |

參考“通信協(xié)議-串口包格式”可以得知如下的信息：

● 包長度為0xE

● 包序列號(hào)為0

● 目標(biāo)PAN 和目標(biāo)短地址都是0xFFFF

● 源PAN 和源短地址都是0

● 包類型為0x11

● 端口為0x1F90，既十進(jìn)制的8080

● 有效載荷為0x67，0x61，既”gt ”

● CRC16校驗(yàn)為 0x15FF

USB dongle向串口發(fā)送：

| F0 F0 | 14 | B3 | FF FF | FF FF | 01 00 | 10 00 | 11 | 90 1F | 31 30 30 20 31 20 31 30 | B4 D0 | 參考串口包格式，可以得知如下的信息：

● 包長度為0x14

● 序列號(hào)為0x83

● 目標(biāo)pan 和目標(biāo)短地址為0xFFFF:0xFFFF

● 源PAN 和源短地址為USB dongle 的PAN 和短地址，分別為0x0001和0x0010，這

是為每個(gè)USB dongle唯一分配的。

● 端口號(hào)為0x1F90，既8080

● 有效載荷為字符串：”100 1 10”

● CRC16校驗(yàn)為0xD0B4

因此，PC 程序在讀取整個(gè)串口包后，可以解析出其中的有效載荷“100 1 10”，既錯(cuò)誤碼：100，PAN ：1，短地址：10。

發(fā)送數(shù)據(jù)到其他節(jié)點(diǎn)

PC 程序發(fā)送攜帶數(shù)據(jù)發(fā)送命令的串口包：

F0 F0 17 1F FF FF FF FF 00 00 00 00 11 90 1F 53 01 00 11 00 05 01 02 03 04 05 59 ED 根據(jù)串口包協(xié)議，可以獲知：

有效載荷中的數(shù)據(jù)發(fā)送命令為：53 | 01 00 | 11 00 | 05 | 01 02 03 04 05

根據(jù)發(fā)送命令包：

● 命令字符為’S ’

● 目標(biāo)PAN 為0x0001

● 目標(biāo)短地址為：0x0011

● 數(shù)據(jù)長度為：0x05

● 數(shù)據(jù)內(nèi)容為：0x01 0x02 0x03 0x04 0x05

USB dongle 在收到該發(fā)送命令包后，從中解析出目標(biāo)地址為：0x0001:0x0011，和待發(fā)送的數(shù)據(jù)。USB dongle 將數(shù)據(jù)通過無線通信模塊向目的節(jié)點(diǎn)：0x0001,0x0011發(fā)送（所發(fā)送包的結(jié)構(gòu)參考P36. CC2420.pdf）。

相應(yīng)的，接收數(shù)據(jù)的USB dongle 在無線通信模塊接收到包后，通過串口發(fā)送如下的數(shù)據(jù)回顯包：

F0 F0 1D 7B FF FF FF FF 01 00 11 00 11 90 1F 52 18 01 00 11 00 10 00 FF 9D 6C 05 01 02 03 04 05 02 BB

從中我們可以看出該串口包的有效載荷為：| 52 | 18 | 01 00 | 11 00 | 10 00 | FF | 9D 6C | 05 | 01 02 03 04 05

根據(jù)USB dongle的數(shù)據(jù)回顯包的格式，可以解析如下：

● 首字符為’R ’

● 遞增序號(hào)為1

● 目標(biāo)PAN 為0x0001

● 目標(biāo)短地址為0x0011

● 源（發(fā)送者）短地址為0x0010

● LQI 為0xFF

● CRC 校驗(yàn)（802.15.4包的CRC 校驗(yàn)）為0x9C9D

● 數(shù)據(jù)長度為5

● 數(shù)據(jù)內(nèi)容為0x01 0x02 0x03 0x04 0x05