# RadioStarNetwork

**Repository Path**: aric_chen/RadioStarNetwork

## Basic Information

- **Project Name**: RadioStarNetwork
- **Description**: 2.4G 私有协议星型组网
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2023-11-12
- **Last Updated**: 2023-11-12

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# RadioStarNetwork

#### 介绍
2.4G 私有协议星型组网，借助BLE通信的一些基本概念（连接，应答机制，跳频等），针对星型网络进行优化。

#### 软件架构
软件架构说明： 软件主要分两种设备角色： 主机和从节点。




#### 交互时序

![交互时序图](./doc/sequential.png)

不管从机还是主机，按照划分的时间片进行收发数据操作，时间片的大小由宏定义RADIO_TIME_UNIT的数值决定。默认为409，则每个时间片的大小约为：409 x 2.44140625 us = 998.53515625 us

Master会周期地执行如下操作。

1. 发送广播
2. 发送命令包

从节点在没有同步上Master时，会周期地扫描空中的广播包。

当从节点扫描到匹配的广播包时，发发起连接。

##### 一个典型的连接建立过程如下：

1. Master发送广播包， 在此时，从节点扫描到这个广播包，检测符合建立连接的条件。
2. 从节点在Back-To-Back时间后，发送发起连接的数据包，在同时，Master打开它的接收窗口，收到从节点的这个发起连接的数据包。
3. Master在收到发起连接数据包后，分配一个连接的Handle（也是节点的编号）和会携带自身数据包的序号（cur_event_num），然后回复确认连接数据包发送给从机。到此时，连接过程建立，如果上述过程有任意一个包丢失，则连接失败，需要重新发起连接流程。

通信发送命令的流程如下：

在数据信道上发送命令的前提是已经建立了连接（即：从节点已经同步上了主机的时序，并且获得了主机分配的节点编号。）

1. 主机在广播包刚开始发送时刻的3个时间片后的时刻发送。由于从节点在连接连接的时候，获得了主机的cur_event_num以及分发的连接的Handle，则从节点可以计算出主机发送命令包时的信道。
2. 从机可以在接收完主机的命令后的Handle个时间片后，发送自己的数据给主机。主机默认每次扫描所有的从节点时间片发送的数据。

##### 应答机制：

发送数据时看： NESN是否等于自身SN， 
	是，发送旧数据，
	否，发送新数据

接收数据时看： SN是否等于自身下一个期待的数据
	是，接收新数据
	否，忽略旧数据



#### 为什么需要内存管理：

站在CPU的视角来看，收发数据的第一现场是在中断中。当Radio处理完数据（接收完或者发送完），通过中断（BLE_TX_RX_IRQHandler）告知CPU。 
为了方便用户开发操作，SDK中将CPU与Radio的交互抽象为一个一个ActionPacket来进行。中断的处理有着严格的时序要求。主要分为两部分，一部分为ConditionRoutine,另一部分为DataRoutine.
CondictionRoutine主要处理决定运行下一个ActionPacket和进行一些RF相关的设置。
而DataRoutine中需要将收到的数据准备处理，如果下一个数据包是发送数据包，还需要准备发送的数据。
在这个DataRoutine中，需要在70us内完成，
如果Back-To-Back时间设置为150us,则CondictionRoutine大概运行执行的时间有80us.

一个memcpy() 100个字节大概会占用40us，如果收到数据后每次memcpy到新的内存中，
将很可能导致数据处理不过来。

因此而来，需要一个高效申请内存和释放内存的的内存管理机制。

详细实现见  mem_mng.c




#### 特性

1. 支持多节点星型组网。默认设置为60个节点，支持更改节点数.理论支持200个节点，默认设置为60个节点。
2. 高效的通信，连接间隔与节点数目相关，默认60个节点连接间隔为64ms, 仍然存在很大的优化空间。
3. 高实时性的内存管理




#### 软件分层
 
 1. Radio控制底层  （master_ctl.c 或 slave_ctl.c）
 2. Radio控制和应用交互中间层  (app_master_ctl.c 或 app_slave_ctl.c)
 3. 应用层（未实现）


Radio控制底层 主要实现Radio底层的控制，特别是Radio交互完的CPU需要执行的中断处理。 中断与Radio控制和应用交互中间层主要通过下面这三个消息队列进行交互通信。

```c++
queue_msg_t *pctl;     // Radio控制和应用交互中间层----->Radio控制底层
queue_msg_t *pctlrsp;  // Radio控制底层（中断） -------> Radio控制和应用交互中间层 
queue_msg_t *preport;  // Radio控制底层（中断） -------> Radio控制和应用交互中间层 
```



module.c : 实现软件模块管理

cassert.c： 实现串口异步打印

qmsg.c： 实现消息队列

mac_mng： 实现MAC地址的管理