SimpliciTI简介

SimpliciTI是TI开发的一份专门针对其CCxxxx系列无线通信芯片的网络协议。按照其官方说法SimpliciTI是一个基于连接的点对点通讯协议。它支持两种网络拓扑结构：直接的点对点通信结构和基于星型连接的网络拓扑结构。在星型连接中hub点在SimpliciTI中被称为Access Point,简写为AP。AP负责网络的构建和维护，它具备存储转发机制，因此可以对长期工作在休眠模式的低功耗设备提供较好的支持。同时SimpliciTI还支持泛洪方式进行广播数据传输，这种数据通讯方式在各种报警器网络中使用尤为广泛，同时也显得非常必要。

SimpliciTI将其网络功能封装为几个API函数型式，应用程序可以通过直接调用其API函数实现点对点的通信。SimpliciTI对硬件资源要求非常低，除了程序空间所需要的flash和运行时随机变量所占用的RAM外，SimpliciTI不需要任何其他资源,它甚至不需要定时器，内部需要的定时器都是用软件模拟实现了。它在运行过程中不会进行动态内存分配因此根本不会占用程序的堆空间。如果MCU资源富裕我们可以配给SimpliciTI一个定时器以提供更好的服务。

总体来讲SimpliciTI的特色是：

低功耗通讯支持，存储转发机制，支持休眠设备

低成本，最大使用8k Byte flash以及1k byte RAM

网络结构灵活，支持p2p的连接方式和星型网络

使用方便，协议仅仅通过8个API借口和应用程序进行交互

设备类型和网络结构

1.设备类型

SimpliciTI协议中规定了三种类型的设备，它们是：

Access Point--相当于一个hub，负责网络的建立和数据转发等

Range extender--中继器，负责数据转发以提高通信距离。

End device--终端设备，负责数据接收和发送，和传感器绑向Access point提供采集数据。

2.网络结构

SimpliciTI支持多种网络拓扑，图1是其典型的无线传感器网络中使用的星型网络拓扑示意图。图2是烟雾报警器网络应用的一种情况，在这种情况下当一个设备感知发生烟雾警报，为了保证信息能够可靠的传输就采用泛洪的方式发送，这样的数据传输不是面向连接的。

图1 SimpliciTI工作模式

图2 烟雾报警器网络应用

SimpliciTI的工作模式

终端设备上电以后，首先完成系统初始化并向底层注册数据接收处理函数，然后启动一次加入中心节点的请求，该请求由广播方式发出，当得到中心节点响应后可以获取中心节点地址以及由中心节点构建起来的网络的信标(加入中心节点的过程不会导致可用连接数减少)。然后应用层程序一般会调用simpliciti启动link过程，建立一个到邻近节点的连接，连接建立成功simpliciti会反馈给应用程序一个句柄，之后应用程序就是用这个句柄进行通信。在任何一次通信过程中都可能通过range extender进行中转。

设备之间通过调用link和linklisten建立起连接后就可以通过SMPL_send和SMPL_receive进行端口到端口的数据收发了。同时为了检测信道好坏，simpliciti还提供一个ping指令用于测试通信效果。

SimpliciTI的软件结构

图3 simpliciti的软件结构

SimpliciTI的数据结构

1.和MCU相关的数据结构

typedef signed char int8_t;

typedef signed short int16_t;

typedef signed long int32_t;

typedef unsigned char uint8_t;

typedef unsigned short uint16_t;

typedef unsigned long uint32_t;

2.SimpliciTI数据帧相关的数据结构

typedef unsigned char linkID_t;

LinkID_t定义了的数据结构类似于TCP/IP中的端口，这些端口是逻辑意义的面向于应用程序而存在的。应用程序之间建立的连接时基于端口的链接，而后的通信也是面向端口的通信。在linkID_t定义的所有端口中SimpliciTI保留了一个端口，这个端口由宏SMPL_LINKID_USER_UUD定义，该端口命名为无连接的用户数据端口，该端口数据可以被所用用户程序侦测。

typedef enum smplStatus smplStatus_t;

smplStatus_t是一个枚举类型，它定义的是SimpliciTI运行过程中的所有可能状态返回，具体项参见表1.

表1 smplStatus_t 各项意义

状态	描述
SMPL_SUCCESS	操作成功
SMPL_TIMEOUT	操作超时退出
SMPL_BAD_PARAM	函数调用参数错误
SMPL_NOMEM	没有空间可以用来分配给rx port，connection table，output frame queue
SMPL_NO_FRAME	接收数据缓冲区无有效数据帧
SMPL_NO_LINK	连接请求发出后没有收到回复
SMPL_NO_JOIN	加入网络请求发出后没有收到回复
SMPL_NO_CHANNEL	频段扫描未找到有效频道
SMPL_NO_PEER_UNLINK	删除连接请求失败
SMPL_TX_CCA_FAIL	因为CCA失败导致数据发送失败
SMPL_NO_PAYLOAD	接收到数据帧但无有效载荷
SMPL_NO_AP_ADDRESS	未设置Access point 的地址

typedef struct

{

const uint8_t structureVersion;

uint8_t numConnections;/*可建立的连接数*/

uint8_t curNextLinkPort;

uint8_t curMaxReplyPort;

linkID_t nextLinkID;

connInfo_t connStruct[SYS_NUM_CONNECTIONS];

} persistentContext_t;

typedef struct

{

volatile uint8_t connState;/*被分配标志*/

uint8_t hops2target;

uint8_t peerAddr[NET_ADDR_SIZE];

rxMetrics_t sigInfo;/*RSSI,LQI..*/

uint8_t portRx;

uint8_t portTx;

linkID_t thisLinkID;

} connInfo_t;