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DL-LN33 ZigBee模塊系列網文第二篇:指令分析/地址和組網信息的修改

時間:2024-02-09

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在DL-LN33模塊使用之前,我們需要對模塊進行通信的波特率、地址、信道和網絡ID進行設置,這樣我們首先要對模塊的通信協議進行了解,本文重點分析一下模塊指令的格式,然后對模塊地址和組網信息進行修改。

接線

注意: 默認購買的PL2303TA線一般紅線為5V,需打開藍蓋,將紅線更改為3.3V。

圖中所示的USB轉TTL的串口模塊都可以,但是使用的時候,注意: ZigBee模塊的工作電壓應為2.5V~3.6V。

Uart通信協議

1. 串口參數

數據位:8位
起始位:1位
停止位:1位
校驗位:無校驗
波特率可以選用下面任意值:
2400、 4800、 9600、 14400、 19200、 28800、 38400、 57600、 115200、 230400、 125000、 250000、 500000。

模塊出廠默認波特率為:115200

2. 數據包結構定義

在通信過程中,最常見的應用場景是單片機通過 Uart 告訴模塊這樣的信息:
“將數據 00 AE 13 33 發往地址為 0003 的模塊,目標端口為 90,源端口為 91。”
對于單片機,需要將這些信息整理成一個包,通過 Uart 發給模塊:
FE 08 91 90 03 00 00 AE 13 33 FF

此包的說明如下表所示:

信息名長度說明舉例
包頭2 Byte包頭由FE和包的長度組成,長度為包的數據長度加4(源端口號1Byte+目的端口號1Byte+遠程地址2Byte)。FE 08
源端口號1 Byte包的源端口號。0x91
目的端口號1 Byte包的目的端口號。0x90
遠程地址2Byte遠程模塊的地址,當發送數據給模塊時,遠程地址為目標模塊的地址, 目標地址為 0x0000 表示此包發給本模塊,目標地址為 0xFFFF 的包會被發往本網絡中的所有節點。03 00
數據可變想要傳輸的數據。00 AE 13 33
包尾1 Byte固定為FF表示一個包傳輸完成。FF

注: 遠程地址即節點地址,長度為2 Byte,使用小端模式進行傳輸,即先傳輸低8位,再傳輸高8位。

3. 轉義機制

  • 包尾是一個包的結束,值為FF,如果收發過程中出現FF則會干擾包的正常接收。所以包中不能出現FF,如果需要發送FF則用FE FD代替;
  • FE是包頭,也是轉義標志,如果傳輸過程中出現FE,后面跟著一個小于64(因為該模塊傳輸的數據包最大長度為63)的數字,則會使接收方誤認為收到了一個包頭。因此,在任何時候需要發送一個FE時,則發送FE FC代替;
  • 處理在包頭、包尾和數據長度(數據長度不會大于63)數據傳輸過程中遇到的任何FE/FF都需要轉義處理。

傳輸過程中如果遇到數據部分、地址或者端口號中出現 FF,則使用 FE FD 來代替;如果出現 FE,則用 FE FC 來代替。

以免傳輸過程中出現的包頭和包尾,使接收方誤判斷。在傳輸中這種替換稱為“轉義”。

包長度不會受到轉義的影響,例如發送的數據為 09 FF 時,替換為 09 FE FD,但包頭中的數據長度仍然按照 2+4 來計算,這樣,發送的包如下:

FE 06 91 90 03 00 09 FE FD FF

雖然一共傳輸了 7 個字節,但包長為 6。如果地址、端口號中出現了 FF、FE 也需要進行轉義。

  • 要發送的數據是:FE 08 90 91 FF 00 20 FE  FF 20 FF
  • 實際發送的數據是:FE 08 90 91 FE FD 00 20 FE FC FE FD 20 FF

4. 解析包策略上的規律

  • 凡是FE后面跟著的內容必然特殊處理

    • 如果是小于63的數據,則是收到了包頭。
    • 如果是FD和FC,則將此數據+2既是要發送的數據,FD對應FF,FC對應FE。
  • 凡是遇到FF,一定是包尾。

第四篇網文,串口編程解析數據包時,將會應用此處的結論。

端口

DL-LN3X 模塊設計了端口的概念,接收方收到一個包時,會根據包的端口號,選擇對應的程序處理包。

端口號的取值范圍是 0x00~0xFF,其中 0x00~0x7F 端口由模塊內部程序占用, 0x80~0xFF 端口開放給 Uart 連接的 MCU 或者電腦。

當 MCU 給一個模塊發送數據時,如果源端口號填寫了小于 0x80 的值,則包無法發出;如果目的端口號填寫了小于 0x80 的值,接收方模塊的內部程序將處理這個包并執行相關的動作,而不是從 Uart 發出這個包。

例如發送這個包:
FE 05 91 20 03 00 0A FF

則會讓地址為 03 00 的模塊自帶的紅燈點亮 1 秒,而他的 Uart 不會輸出數據。

FE 05 91 20 00 00 0A FF
讓自己模塊上的紅色LED點亮1秒。

修改通信的波特率、地址、網絡ID和信道,都是跟模塊自身的內部端口進行通信,即與自己的小于0x80的端口進行通信,這些端口都是廠家預先內置的端口,用于實現不同組網信息的查詢和修改。

紅燈閃爍控制端口

端口 0x20 用于控制模塊的紅色 LED 點亮,發送此包可以使模塊的紅色 LED 點亮一定時間。

模塊與USB轉TTL連接之后,利用此端口可以測試接線是否正確。

測試命令:FE 05 A3 20 02 00 32 FF
數據位的值0x32代表紅燈點亮的時間,該時間為100ms的倍數,換算關系如下:

0x32 = 50 * 100ms = 5 S。

所以上面命令為點亮地址為0x0002的模塊紅燈5秒鐘。

FE 05 A3 20 00 00 32 FF
讓本模塊的LED點亮5 S。

應用: 此功能可以用于測試一個指定地址的模塊是否包含在網絡中,如果想從許多節點中迅速找到某個特定地址的節點,也可以使用此功能。

基本信息管理端口

設置/修改模塊信息

端口 0x21 用于配置模塊的基本參數,包括波特率、地址、網絡 ID和信道等。

此端口只接受遠程地址填寫 0x0000 的包,因此,這些信息的讀取和修改只能通過本模塊的 Uart 進行,不能遠程操作。

查詢組網信息

發送數據長度意義
命令1Byte必須為以下值中的一個:0x01 讀取地址;0x02 讀取網絡ID;0x03 讀取信道編號;0x04 讀取Uart的波特率。

發送這個數據后,模塊會根據修改的內容返回一個地址包、網絡 ID 包、信道包或者波特率包。這些包將會攜帶對應的配置信息。

通信的波特率

1. 設置波特率包

發送數據長度意義
命令1Byte必須為0x14。
新波特率1Byte想要設置的新波特率讀數。

發送這個數據后,模塊的波特率將被修改為新的的值,除非此值不合法。操作完成后,此端口會返回一個響應包。

測試指令:修改波特率
發送:FE 06 90 21 00 00 14 08 FF
返回:FE 05 21 90 00 00 00 FF
修改后模塊信息:波特率讀數為0x08(115200)

2. 查詢波特率

返回數據長度意義
命令1Byte必須為0x24。
波特率1Byte當前波特率,如果節點曾經收到過設置信息包,并且沒有進行更新,則此處返回最新設置的波特率讀數。

測試指令:
發送:FE 05 90 21 00 00 04 FF
返回:FE 06 21 90 00 00 24 08 FF

模塊信息:波特率為0x08,查看下表即為 115200。

注意: 如果不發送復位指令,那么重新上電之后,修改的信息將無效。

3. 波特率--讀數對照表

波特率讀數
波特率讀數
24000x00
576000x07
48000x01
1152000x08
96000x02
2304000x09
144000x03
1250000x0A
192000x04
2500000x0B
288000x05
5000000x0C
384000x06


設置說明

如果不知道模塊配置的波特率,可以將 BaudReset 引腳連接到 GND,這樣便可以使用 115200 波特率對模塊進行配置。

地址

1. 設置地址

發送數據長度意義
命令1Byte必須為0x11。
新地址2Byte想要設置的新地址值,新地址必須合法。

發送這個數據后,模塊的地址將被修改為新地址給定的值,除非此值不合法。操作完成后,此端口會返回一個響應包。

測試指令:修改地址為0x0001
發送:FE 07 90 21 00 00 11 01 00 FF
返回:FE 05 21 90 00 00 00 FF
修改后模塊信息:地址為0x0001

2. 查詢地址

返回數據長度意義
命令1Byte必須為0x21。
地址2Byte當前地址,如果節點曾經收到過設置信息包,并且沒有進行更新,則此處返回最新設置的值。

測試指令:查詢地址
發送:FE 05 90 21 00 00 01 FF
返回:FE 07 21 90 00 00 21 01 00 FF
模塊信息:地址為0x0001。

網絡ID

1. 設置新網絡ID

信息名長度說明舉例
包頭2 Byte包頭由FE和包的長度組成,長度為包的數據長度加4。FE 07
源端口號1 Byte包的源端口號。0x91
目的端口號1 Byte包的目的端口號。0x21
遠程地址2 Byte目標地址為 0x0000 表示此包發給本模塊。00 00
數據3 Byte第一個字節固定為0x12,后兩個字節為新網絡ID12 34 12
包尾1 Byte固定為FF表示一個包傳輸完成。FF

測試指令:修改網絡ID為0x1234
發送:FE 07 90 21 00 00 12 34 12 FF

發送這個數據后,模塊的網絡 ID 將被修改為新網絡 ID 給定的值:0x1234,除非此值不合法。操作完成后,此端口會返回一個響應包。

返回:FE 05 21 90 00 00 00 FF
修改后模塊信息:網絡ID為0x1234。

2. 查詢網絡ID包

返回數據長度意義
命令1Byte必須為0x22。
網絡ID2Byte當前網絡 ID,如果節點曾經收到過設置信息包,并且沒有進行更新,則此處返回最新設置的值。

測試指令:
發送:FE 05 90 21 00 00 02 FF
返回:FE 07 21 90 00 00 22 34 12 FF
模塊信息:網絡ID為0x1234。

信道

1. 設置信道

發送數據長度意義
命令1Byte必須為0x13。
新信道1Byte想要設置的新信道值,新網絡信道必須合法。

發送這個數據后,模塊的網絡 ID 將被修改為新網絡 ID 給定的值,除非此值不合法。操作完成后,此端口會返回一個響應包。

測試指令:修改信道為0x0F
發送:FE 06 90 21 00 00 13 0F FF
返回:FE 05 21 90 00 00 00 FF
修改后模塊信息:信道為0x0F

2. 查詢信道

返回數據長度意義
命令1Byte必須為0x23。
信道1Byte當前信道,如果節點曾經收到過設置信息包,并且沒有進行更新,則此處返回最新設 置的值。

測試指令:
發送:FE 05 90 21 00 00 03 FF
返回:FE 06 21 90 00 00 23 0F FF
模塊信息:信道為0x0F

重啟命令包

設置信息包含設置地址,設置網絡 ID,設置波特率,設置信道四種。

這些設置信息在更新以后,不會立即執行,模塊會使用原有的參數繼續工作,此時如果希望寫入的參數生效,則需發送重啟命令包給模塊。

在設置地址信息且沒有發送重啟命令的情況下,如果模塊斷電后再次啟動,設置的信息也將丟失。

一旦設置這些信息并發送重啟命令包,這些信息不會因為斷電和任何形式的復位丟失。

發送重啟命令

發送數據長度意義
命令1Byte必須為0x10,更新信息并重啟。

測試指令:重啟包
發送:FE 05 90 21 00 00 10 FF
返回:無
現象:模塊上的燈閃爍亮2S左右

發送這個重啟命令之后,模塊的最新參數將被固化。

參考閱讀

2.4G ZigBee無線自組網mesh網絡模塊簡介


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