CSMA協(xié)議原理 Contiki協(xié)議棧的設計

Contiki由幾個獨立的模塊組成，是一個開放源碼、多任務事件驅動的嵌入式網(wǎng)絡專用操作系統(tǒng)，微輕量級的控制器，無線傳感網(wǎng)絡協(xié)議棧Rime。整個應用包括kernel、libraries、user code，對于一些周期性的操作或者網(wǎng)絡協(xié)議很有幫助。

一．協(xié)議?？傮w框架

Contiki系統(tǒng)為了支持多種硬件平臺和軟件協(xié)議設計了如圖1.1所示的層次框架，通過contiki-conf.h的宏定義用戶可以靈活地選擇協(xié)議類型，如：

#define NETSTACK_CONF_NETWORK rime_driver

#define NETSTACK_CONF_MAC csma _driver

#define NETSTACK_CONF_RDC cxmac_driver

#define NETSTACK_CONF_RADIO sx1278_radio_driver

#define NETSTACK_CONF_FRAMER framer_nullmac

CSMA協(xié)議原理 Contiki協(xié)議棧的設計

圖1.1協(xié)議棧層次

Contiki V2.7支持的各層次協(xié)議類別如圖1.2所示，其中NETSTACK_MAC是一個概念層次，真正處理MAC邏輯是由NETSTACK_RDC（Radio Duty Cycling）完成的；而NETSTACK_RADIO層支持的射頻驅動，用戶可以自由擴展。

CSMA協(xié)議原理 Contiki協(xié)議棧的設計

圖1.2 Contiki V2.7支持的協(xié)議類型

二．收發(fā)Radio Packet的調用與時序

1. 接收Radio Packet

圖2.1顯示了接收Radio Packet的調用邏輯與時序，當射頻硬件接收到數(shù)據(jù)包時ISR通知rf_process，rf_process自底向頂調用：RDC-》MAC-》NETWORK協(xié)議棧的接收函數(shù)，最后將數(shù)據(jù)包提交給應用程序綁定的進程。

CSMA協(xié)議原理 Contiki協(xié)議棧的設計

圖2.1接收Radio Packet

2. 發(fā)送Radio Packet

如圖2.2所舉例，process_i需要發(fā)送abc（Anonymous best-effort local area Broad Cast）數(shù)據(jù)包，進程自頂向底調用：MAC-》RDC-》RADIO協(xié)議棧的發(fā)送函數(shù)，最后通過射頻硬件以無線電方式傳輸。

CSMA協(xié)議原理 Contiki協(xié)議棧的設計

圖2.2發(fā)送Radio Packet

三．CSMA（Carrier Sense Multiple Access）協(xié)議原理

CSMA協(xié)議提供相對可靠的MAC層傳輸，每次調用RDC層發(fā)送數(shù)據(jù)包后，它根據(jù)反饋信息判斷是否需要緩存并重傳該數(shù)據(jù)包。

CSMA的關鍵數(shù)據(jù)結構如圖3.1所示，struct neighbor_queue根據(jù)不同的接收地址緩存數(shù)據(jù)包；struct rdc_buf_list將同一個接收地址的不同PACKETBUF_ATTR_MAC_SEQNO的數(shù)據(jù)包進行鏈接；struct queuebuf保存需要重傳的數(shù)據(jù)包頭和數(shù)據(jù)實體；struct qbuf_metadata存儲回調函數(shù)指針等信息。

CSMA協(xié)議原理 Contiki協(xié)議棧的設計

圖3.1 csma關鍵數(shù)據(jù)結構

CSMA根據(jù)RDC層發(fā)送數(shù)據(jù)包的反饋信息選擇相應邏輯動作：

MAC_TX_OK：發(fā)送成功，回收緩存數(shù)據(jù)結構和善后工作；

MAC_TX_NOACK：啟動ctimer，隨機延時后重傳，直到發(fā)送次數(shù)超過MAX；

MAC_TX_COLLISION：繼續(xù)重傳，且發(fā)送次數(shù)不受限。

一個CSMA的典型時序如圖3.2所示，當RDC層發(fā)送完數(shù)據(jù)包后，CSMA的回調函數(shù)packet_sent（）根據(jù)發(fā)送結果選擇動作（見上面邏輯描述），如果需要重傳則根據(jù)重傳次數(shù)選擇一個隨機時間設置ctimer，當ctimer定時器超時后再次發(fā)送該緩存的數(shù)據(jù)包。

CSMA協(xié)議原理 Contiki協(xié)議棧的設計

圖3.2 csma邏輯與時序

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2018-04-20 16:04:01

飛思卡爾五種無線協(xié)議棧幫您了解選擇802.15.4協(xié)議棧的考慮因素

介紹飛思卡爾五種無線協(xié)議棧。了解選擇802.15.4協(xié)議棧的考慮因素。

2018-06-19 16:30:00

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基于STM32的虛擬多線程(TI_BLE協(xié)議棧_ZStack協(xié)議棧)

基于STM32的虛擬多線程，可以很好的用于裸機程序中，用于模擬小型操作系統(tǒng)的多線程概念。本實例參考了參考TI_BLE協(xié)議棧_ZStack協(xié)議棧。

2018-06-14 10:42:00

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介紹飛思卡爾五種無線協(xié)議棧

介紹飛思卡爾五種無線協(xié)議棧。了解選擇802.15.4協(xié)議棧的考慮因素。

2020-07-02 08:07:00

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教你動手寫UDP協(xié)議棧—DNS報文解析

教你動手寫UDP協(xié)議棧系列文章序號內容1《教你動手寫UDP協(xié)議棧－UDP協(xié)議棧格式》2《教你動手寫UDP協(xié)議棧－DHCP報文解析》3《教你動手寫UDP協(xié)議棧－OTA上位機》4《教你動手寫UDP協(xié)議棧－

2020-12-24 16:16:34

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Microchip TCP/IP精簡協(xié)議棧

本應用筆記描述 Microchip 傳輸控制協(xié)議 / 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（TCP/IP）精簡協(xié)議棧庫的結構和接口，并提供部分簡單的演示應用。實現(xiàn) TCP/IP 精簡協(xié)議棧的目的是為了向集成 ≥ 8 KB

2021-04-01 15:36:01

ZStack協(xié)議棧資源下載

2021-04-24 10:35:21

PMBus協(xié)議棧用戶手冊

PMBus協(xié)議棧用戶手冊免費下載。

2021-04-29 09:54:30

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教你動手寫UDP協(xié)議棧

其實是為了不跑一個龐大的LWIP協(xié)議棧，通過自己寫的mini udp協(xié)議棧截取數(shù)據(jù)包給設備升級。這樣節(jié)省了很多資源。LWIP說大也不算大，但是...

2022-01-26 17:19:55

低功耗藍牙協(xié)議棧介紹

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2023-02-03 19:00:26

低功耗藍牙協(xié)議棧介紹

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2023-07-04 19:32:48

tcpip協(xié)議棧是什么？tcpip協(xié)議棧有哪些協(xié)議？tcpip協(xié)議棧中報文封裝和解封裝過程

tcpip協(xié)議棧是什么？ TCP/IP協(xié)議棧是計算機網(wǎng)絡中使用的最常見的網(wǎng)絡協(xié)議棧。它是一個四層協(xié)議棧，每一層使用不同的協(xié)議來實現(xiàn)特定的任務。下面是TCP/IP協(xié)議棧的四個層級（自下而上）： 1.

2023-08-01 17:51:00

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CAN協(xié)議棧與LIN協(xié)議棧介紹

CAN協(xié)議棧汽車CAN協(xié)議棧是一種軟件組件，用于實現(xiàn)汽車電子系統(tǒng)中的CAN總線通信功能。它包含了一系列的功能軟件，用于處理CAN總線的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的通信協(xié)議。汽車CAN協(xié)議棧的功能軟件主要

2023-10-27 16:16:54

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汽車UDS協(xié)議棧與XCP協(xié)議棧

UDS協(xié)議棧汽車UDS協(xié)議棧是一種用于汽車電子控制單元（ECU）之間進行診斷和通信的標準協(xié)議。UDS（Unified Diagnostic Services）協(xié)議定義了一組診斷服務和通信機制，用于

2023-10-27 16:35:11

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AUTOSAR軟件AVB協(xié)議棧介紹

以太網(wǎng)音視頻橋（AVB）協(xié)議棧汽車以太網(wǎng)音視頻橋（AVB）協(xié)議棧是一種用于實現(xiàn)車載音視頻傳輸?shù)?b class="flag-6" style="color: red">協(xié)議棧。它基于IEEE 802.1 Audio Video Bridging（AVB）標準，提供了實時

2023-10-27 16:44:07

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PROFINET協(xié)議棧通信技術介紹

PROFINET協(xié)議棧是PROFINET通信協(xié)議的實現(xiàn)基礎，它由多個層次組成，每個層次都有特定的功能和作用。

2024-02-03 16:22:53

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ethernetif_input和tcpip協(xié)議棧線程的作用

tcpip協(xié)議棧線程是lwIP協(xié)議棧的核心線程，負責處理TCP/IP協(xié)議棧的各種功能，包括TCP連接管理、IP數(shù)據(jù)報的路由和轉發(fā)、以及UDP數(shù)據(jù)包的處理等。

2024-03-20 10:01:14

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LwIP協(xié)議棧源碼詳解—TCP/IP協(xié)議的實現(xiàn)

電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《LwIP協(xié)議棧源碼詳解—TCP/IP協(xié)議的實現(xiàn).pdf》資料免費下載

2024-07-03 11:22:39

Linux網(wǎng)絡協(xié)議棧的實現(xiàn)

網(wǎng)絡協(xié)議棧是操作系統(tǒng)核心的一個重要組成部分，負責管理網(wǎng)絡通信中的數(shù)據(jù)包處理。在 Linux 操作系統(tǒng)中，網(wǎng)絡協(xié)議棧（Network Stack）負責實現(xiàn) TCP/IP 協(xié)議簇，處理應用程序發(fā)起的網(wǎng)絡

2024-09-10 09:51:09

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hart協(xié)議的協(xié)議棧結構分析

的智能化水平，同時保持與現(xiàn)有模擬系統(tǒng)的兼容性。 2. HART協(xié)議棧概述 HART協(xié)議棧可以分為幾個層次，每個層次負責不同的功能： 2.1 物理層（Physical Layer）物理層負責在物理媒介上傳輸數(shù)據(jù)。HART協(xié)議使用RS-485總線，這是一種差分信號傳輸方式，可以在長距離上保持信

2024-12-02 09:43:15

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