在工業(yè)傳感器集群、環(huán)境監(jiān)測節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)等場景中,“多個(gè)從機(jī)向單個(gè)主機(jī)并發(fā)傳輸”(多發(fā)一收)是典型通信需求。這種架構(gòu)既需保障數(shù)據(jù)傳輸效率,又要避免信道沖突——如E22系列LoRa模塊的技術(shù)設(shè)計(jì)文檔(如下圖),為我們揭示了這類協(xié)議的核心設(shè)計(jì)邏輯,更暗含物聯(lián)網(wǎng)廣域協(xié)議(如LoRaWAN)的底層協(xié)同原理。
從圖示拓?fù)淇矗KA為主機(jī)(接收端),B、C、D為從機(jī)(發(fā)送端)。藍(lán)色箭頭表示“模塊輸出數(shù)據(jù)”,灰色波紋表示“模塊無輸出”。核心場景是:多終端(從機(jī))向中心節(jié)點(diǎn)(主機(jī))上報(bào)數(shù)據(jù),如農(nóng)業(yè)大棚內(nèi)多個(gè)溫濕度傳感器向網(wǎng)關(guān)傳輸、工廠產(chǎn)線多工位設(shè)備向中控系統(tǒng)回傳狀態(tài)。
圖示中4條規(guī)則,對(duì)應(yīng)通信協(xié)議從鏈路尋址到數(shù)據(jù)封裝的全流程約束,其設(shè)計(jì)邏輯與物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧深度耦合:
規(guī)則①要求“每個(gè)模塊地址必須不同”——這是鏈路層尋址的基礎(chǔ)。類比LoRaWAN協(xié)議中,每個(gè)終端設(shè)備的DevEUI(64位唯一標(biāo)識(shí)符)用于網(wǎng)絡(luò)層路由;工業(yè)Modbus協(xié)議中,從機(jī)地址(1 - 247)用于RS485總線的設(shè)備區(qū)分。地址唯一性直接解決“誰在說話”的問題,避免數(shù)據(jù)混淆。
規(guī)則②定義“幀頭 + 數(shù)據(jù)長度 + 地址 + 數(shù)據(jù)”的傳輸格式,這是典型的鏈路層數(shù)據(jù)封裝。
規(guī)則③“最大支持31個(gè)從機(jī)”,反映介質(zhì)訪問控制(MAC)層的容量設(shè)計(jì)。在LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)中,單網(wǎng)關(guān)可支持萬級(jí)終端,核心靠ADR(自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率)、信道跳變。而圖示架構(gòu)的31臺(tái)容量,更偏向“小范圍、低功耗”場景的輕量化設(shè)計(jì)——類似藍(lán)牙Mesh組網(wǎng)的子節(jié)點(diǎn)容量約束,需在“并發(fā)數(shù)”與“沖突概率”間找平衡。
規(guī)則④“必須使用十六進(jìn)制數(shù)據(jù)格式",是物理層編碼的實(shí)用性要協(xié)與效率優(yōu)化的平衡。在工業(yè)通信領(lǐng)域,十六進(jìn)制(Hex)相比ASCIl或二進(jìn)制有三大核心優(yōu)勢編碼密度、抗干擾性和硬件友好性三個(gè)優(yōu)勢。
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