Протокол связи RC232

Встроенный протокол связи RC232 (не путать с RS-232) реализован в целом ряде модулей RADIOCRAFTS.

Особенности протокола RC232

• Пакетный протокол передачи данных с полностью реализованным уровнем доступа к среде MAC (Medium Access Control)
• "Прозрачный" и буферизированный режимы передачи данных
• Адресация
• Физический радиоканал (нижний уровень)
• Несколько схем пониженного энергопотребления
• Простой UART интерфейс
• Совместимость с RS232/422/485
• Возможность реализации аппаратного управления потоком данных
• Реализация различных топологий для передачи данных
  • Точка-точка
  • Точка - несколько модулей (звезда)
  • Peer-to-peer (P2P)

Протокол RC232 позволяет организовать работу нескольких модулей в одной зоне при условии "радиовидимости". Необходимо помнить, что по этому протоколу работают все модули, кроме серии RC 22xx. Количество одновременно работающих в зоне модулей может достигать 65536 - 256 кластеров по 256 модулей в каждом кластере. При этом модули могут работать в следующих режимах:

• Пакетном режиме - "буферированном". При этом передаваемые через последовательный порт байты накапливаются в о внутреннем буфере, а затем передаются в эфир пакетом определенного формата;
• Прозрачном асинхронном режиме - "не буферированном". Заявленный режим возможен как частный случай пакетного режима с числом байтов данных в пакете равным единице;
• Параметр PACKET_LENGTH изменяет размера внутреннего буфера, по заполнении которого данные передаются в эфир. Передача данных может быть инициирована также при обнаружении символа окончания пакета - параметр PACKET_END_CHARACTER или по "тайм-ауту" - паузе в передаче байтов через последовательный порт - параметр PACKET_TIMEOUT;
• Адресация передаваемых данных определенному модулю в кластере или всем модулям в кластере. Каждый модуль имеет адрес кластера SYSTEM_ID и собственный адрес в кластере. Значения UNIQUE_ID должны быть различными у модулей в одном кластере. Для передачи данных необходимо задать адрес модуля, которому они предназначены - DESTINATION_ID. Таким образом DESTINATION_ID должен содержать UNIQUE_ID адресуемого модуля.

В случае широковещательной посылки, когда данные предназначены всем модулям в кластере в регистр DESTINATION_ID записывается значение широковещательной посылки BROADCAST_ID, по умолчанию равной 0хFF = 255

• Включать или отключать верификацию передаваемых данных с использованием циклического избыточного кода (CRC) - параметр CRC_MODE. Если верификация включена и принят пакет с ошибкой, он не передается на выход последовательного порта и теряется. Для того, чтобы не терять ошибочные данные, верификацию необходимо отключить. В этом случае, задача анализа ошибок должна решаться в программе пользователя.

Все модули серий RC10x0, RC12x0, RC2000 и RC2100 имеют асинхронный последовательный интерфейс UART и синхронный последовательный интерфейс, подобный I²C.

UART поддерживает работу как с управлением потоком (flow control), так и без него - параметр DATA_INTERFACE. Поскольку данные, поступающие через UART, накапливаются во внутреннем буфере, рекомендуется использовать режим с управлением потоком с помощью сигналов CTS, RTS (задaется параметром UART_FLOW_CTRL). Скорость передачи данных через UART составляет 19200 кБод и может быть изменена только у модулей серии RC12x0 UART_BAUD_RATE. UART также позволяет работать с интерфейсом RS485. При этом вывод CTS/RXTX/RXEN соединяется с выводом управления передачей (приемом) микросхемы-драйвера RS485.

Параметры конфигурации модуля можно считать из памяти по команде "Test mode 0" (символ "0", шестнадцатиричное значение 0х30) и просмотреть с помощью программы Look RS232 или принять поток байтов параметров с помощью контроллера в embedded устройстве. Программа Hyperterminal, к сожалению, не позволяет корректно отобразить параметры модуля. Параметры конфигурации модуля и их адреса представлены в таблице.

Таблица. Параметры конфигурации модуля и их адреса

Parameter	Description	Address hex	Argument dec	Factory setting hex (dec)	Comment
Radio configuration
RF_CHANNEL	Default RF channel	0x00	RC1040: 1-5 RC1080: 1-8 RC1090: 1-9 RC1240: 1-69 RC1250: 1-80 RC1280: 1-80 RC1290: 1-51	0x03 (3) 0x02 (2) 0x05 (5) 0x36 (54) 0x31 (49) 0x29 (41) 0x1A (26)	See data sheet for channel frequencies. For variants not listed here, refer to the specific data sheet.
RF_POWER	Default RF output power	0x01	RC1040: 1-5 RC1080: 1-5 RC1090: 1-5 RC1240: 1-5 RC1250: 1-5 RC1280: 1-5 RC1290: 1-5	0x05 (5) 0x05 (5) 0x05 (5) 0x05 (5) 0x05 (5) 0x05 (5) 0x04 (4)	See data sheet for output power levels. For variants not listed here, refer to the specific data sheet.
RF_DATA_RATE	Default RF data rate	0x02	RC10x0: 1-5 RC1240: NA RC1250: NA RC1280: NA RC1290: 3-5	0x05 (5) 0x03 (3) 0x02 (2) 0x03 (3) 0x03 (3)	RC1240 and RC1280 have fixed data rate. 1: 1.2 kbit/s 2: 2.4 kbit/s 3: 4.8 kbit/s 4: 9.6 kbit/s 5: 19.2 kbit/s For variants not listed here, refer to the specific data sheet.
Reserved		0x03		0x00 (0)
Reserved		0x04		0x02 (2)
RSSI_MODE	RSSI mode	0x05	RC10x0 only: 0:Disabled 1: Analogue RSSI enabled	0x01 (1)	RC12x0 does not have analogue RSSI. Use the 'S' command instead.
Reserved		0x06		0x64(100)
Reserved		0x07		0x00 (0)
Reserved		0x08		0x00 (0)
Reserved		0x09		0x00 (0)
Radio packet configuration
PREAMBLE_LENGTH		0x0A	4-8 bytes	0x08 (8)	Do not set above 8
SOF_CHARACTER		0x0B-0x0D		0xD391D A	Do not change
ABSOLUTE_MAX_PACKET_LENGTH		0x0E		0x80 (128)	Limited by hardware. Do not change.
PACKET_LENGTH	Max packet length. When buffer is full, modem will transmit data	0x0F	0x01-0x80 (1-128)	0x80 (128)
PACKET_TIMEOUT	Time before modem timeout and transmit buffered data	0x10	0x00-0xFE (0-254) 0x00 (0): None 0x01 (1): 32 ms 0x02 (2): 48 ms 0x03 (3): 64 ms 0x7C (124): 2 s 0xF9 (249): 4 s	0x7C (124)	None means packet timeout is disabled (not 0 s). Use packet length or end character instead. Timeout value is (PACKET_TIMOEOUT x16 ms) + 0/16 ms min/max 0xFE (254) is max, giving 4.080 sec. Default is 2 s = 0x7C (124)
PACKET_END_CHARACTER		0x11	0: None 0x0D (13): CR 0x0A (10): LF 0x5A (90): 'Z'	0x00 (0)	ASCII character
Medium access, addressing and network management
Reserved		0x12		0x02 (2)
MAC_MODE		0x13	0:Transparent 1: Buffered	0x01 (1)	Transparent means using RXEN and TXEN.
ADDRESS_MODE		0x14	0: No addressing 1: Reserved 2: Use addressing	0x02 (2)	Using addressing adds SYSTEM_ID and DESTINATION_ID to the radio packet. Set to 0 in transparent mode.
CRC_MODE		0x15	0: None 2: CRC16	0x02 (2)	Set to 0 in transparent mode.
Reserved		0x16		0x00 (0)
Reserved		0x17		0x00 (0)
Reserved		0x18		0x00 (0)
UNIQUE_ID	Unique ID (UID)	0x19	0-255	0x01 (1)
SYSTEM_ID	System (net or family) ID (SID)	0x1A	0x00-0xFF (0-255)	0x01 (1)
Reserved		0x1B		0x0A (10)
Reserved		0x1C		0x0A (10)
Reserved		0x1D		0x0A (10)
Reserved		0x1E		0x0A (10)
Reserved		0x1F		0x01 (1)
Reserved		0x20		0x01 (1)
DESTINATION_ID	Default destination address	0x21		0x01 (1)	Set to same as BROADCAST_ADDRESS when broadcasting.
Reserved		0x22		0x01 (1)
Reserved		0x23		0x00 (0)
Reserved		0x24		0x00 (0)
Reserved		0x24		0x00 (0)
Reserved		0x26		0x00 (0)
Reserved		0x27		0x04 (4)
BROADCAST_ADDRESS	Broadcast address	0x28	0x00-0xFF (0-255)	0xFF (255)	All nodes accept messages to this address.
Reserved		0x29		0x08 (8)
Reserved		0x2A		0x00 (0)
Reserved		0x2B		0x00 (0)
Reserved		0x2C		0x00 (0)
Reserved		0x2D		0x00 (0)
Reserved		0x2E		0x00 (0)
Reserved		0x2F		0x00 (0)
Data and configuration interface, UART Serial Port
UART_BAUD_RATE	Baud rate	0x30	RC12x0 only: 0x00: Not used 0x01: 600 0x02: 1200 0x03: 2400 0x04. 4800 0x05: 9600 0x06: 19200	0x06 (6)	BE CAREFUL IFCHANGING AS HOST MAY LOOSE CONTACT WITH MODULE! Does not take effect until module is re-booted /reset. RC10x0 UART baud rate cannot be changed.
Reserved		0x31		0x08 (8)
Reserved		0x32		0x00 (0)
Reserved		0x33		0x01 (1)
Reserved		0x34		0x05 (5)
UART_FLOW_CTRL	UART flow control	0x35	0: None 1:CTS only 3:CTS/RTS 4:RXTX(RS485)	0x00 (0)	Set to 0 in transparent mode.
DATA_INTERFACE	Data interface	0x36	0x00: UART using RXD and TXD 0x01: Synchronous interface (SDA, SCL) using RXEN and TXEN for direction control	0x00 (0)	When buffered mode is selected for MAC_MODE use UART. For flow control, see above. When transparent mode is selected for MAC_MODE use Synchronous interface.
Reserved		0x37		0x01 (1)
Re served		0x38		0x2B (43)
Reserved		0x39		0x00 (0)
Reserved		0x3A		0x01 (1)
Exit from memory configuration		0xFF	No argument should be sent		To exit from command mode the 'X' command must be sent after '>' is received.

Модули управляются системой команд через последовательный порт. Можно выполнить настройку, используя программу для работы с последовательным портом ПК , например "Hyperterminal", подключив модуль с помощью микросхемы-адаптера RS-232. Такое сопряжение уже выполнено на плате из комплекта разработчика. Никакого специального программного обеспечения не требуется. Команды позволяют изменять параметры модуля - частотный канал, мощность передатчика, адрес модуля в кластере, номер кластера, скорость передачи данных, считывать уровень сигнала в приемном тракте (RSSI) и другие.

Перечень команд для управления модулем приведен в таблице.

Parameter	Command	Argument in hex (decimal)	Note
Channel	'C' - 0x43	RC1040: 0x01-0x05 (1-5) RC1080: 0x01-0x08 (1-8) RC1090: 0x01-0x09 (1-9) RC1240: 0x01-0x45 (1-69) RC1250: 0x01-0x50 (1-80) RC1280: 0x01-0x50 (1-80) RC1290: 0x01-0x33 (1-51)	Data is stored in volatile memory only. For variants not listed here, refer to the specific data sheet.
Output power	'P' - 0x50	0x01-0x05 (1-5)	Data is stored in volatile memory only.
Signal Strength (RSSI)	'S' - 0x53	RC12x0: return one byte indicating the signal strength RC10x0: No function
Destination address	'T' - 0x54	0x00 - 0xFF (0-255)	Data is stored in volatile memory only.
Memory configuration	'M' - 0x4D	(Address, Data): see list of parameters below. 0xFF exits memory configuration.	Used to enter memory configuration menu. Parameters changed are stored in non-volatile memory.
Exit command	'X' - 0x58	(none)	Exit to normal operation mode. All changes of parameters take effect.
Sleep mode	'Z' - 0x5A	(none)	CONFIG pin must be asserted while in SLEEP mode. Exit sleep mode by releasing CONFIG pin.
Test mode 0	'0' - 0x30	(none)	List all configuration memory parameters
Test mode 1	'1' - 0x31	(none)	TX carrier (lower FSK frequency)
Test mode 2	'2' - 0x32	(none)	TX modulated signal RC10x0: FSK square wave RC12x0: PN9 sequence Test mode 1 must be used before 2 can be used. Return to Test mode 1 before exiting configuration mode

Таким образом, можно реконфигурировать сеть в процессе работы. Модуль переводится в режим конфигурирования отрицательным перепадом напряжения на выводе CONFIG. Выход из режима конфигурирования производится подачей команды 0xFF (Exit from memory configuration), после чего происходит запись установок в энергонезависимую память. Команда "X" переводит модуль в рабочий режим, теперь все байты, принимаемые по последовательному порту, интерпретируются, как данные.

Ниже для примера приведена последовательность действий по настройке модуля на 3-й канал:

1. Подать низкий логический уровень на вывод CONFIG
2. После подтверждения ">" подать на CONFIG высокий логический уровень
3. Команда "C" (0х43) ответ модуля - ">"
4. Аргумент "3" (0х03) дожидаемся ответа модуля - ">"
5. Выход из режима конфигурации - команда "Х" (0х58)