Digimesh是一個(gè)由Digi公司提出的具有自組網(wǎng)功能的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。在Digimesh網(wǎng)絡(luò)中，各節(jié)點(diǎn)在地位上是相等的，都是可休眠的路由節(jié)點(diǎn)。當(dāng)開啟休眠時(shí)，協(xié)議會(huì)自動(dòng)將網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)同步進(jìn)行休眠和喚醒。由于Digimesh的這種同步功能，它不像zigbee需要父節(jié)點(diǎn)來為休眠的子節(jié)點(diǎn)緩存數(shù)據(jù)，而是可以確保任意節(jié)點(diǎn)醒著的時(shí)候，其它節(jié)點(diǎn)也在喚醒狀態(tài)。同樣地，Digimesh的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)由網(wǎng)絡(luò)ID和信道（跳頻時(shí)為跳頻點(diǎn)）決定，它不需要像zigbee一樣，由協(xié)調(diào)器來建立網(wǎng)絡(luò)，因此網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)能夠是完全對(duì)等的關(guān)系。

由于ZigBee網(wǎng)絡(luò)中對(duì)于底層的重傳、廣播次數(shù)等都有明確的規(guī)定，而Digimesh則完全開放給用戶去自定義，因此Digimesh更方便靈活適應(yīng)不同應(yīng)用的需求。

Digimesh除了具有自組網(wǎng)功能外，在帶寬不足的應(yīng)用情況下，也能夠通過禁用自組網(wǎng)功能，從而實(shí)現(xiàn)更高帶寬的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的星狀態(tài)網(wǎng)絡(luò)。此外，在保留網(wǎng)狀網(wǎng)的拓?fù)淝闆r下，通過靈活調(diào)節(jié)不同節(jié)點(diǎn)的功能，還能實(shí)現(xiàn)可控的直接整網(wǎng)廣播，在保證覆蓋率的同時(shí)，進(jìn)行一點(diǎn)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)或高帶寬應(yīng)用的部署。

一、Digi的XBee Digimesh模塊

Digi提供兩種不同頻段的Digimesh模塊：2.4GHz XBee3 Digimesh模塊和868MHz、900MHz的次GHz Digimesh模塊。其中，次GHz的模塊包括250mw的XBee Pro?900HP，XBee Pro?868HP和1W發(fā)射功率的XBee Pro SX模塊。2.4GHz用的是擴(kuò)頻技術(shù)，而次GHz用的是跳頻等技術(shù)，由于有更高的發(fā)射功能和較強(qiáng)的抗干擾能力，次GHz一般用于遠(yuǎn)距離通訊。 ?

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二、Digimesh的用法

Digimesh首先是一種自組網(wǎng)協(xié)議，因此和ZigBee類似，當(dāng)一個(gè)Digimesh網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部有一個(gè)節(jié)點(diǎn)出問題時(shí)，協(xié)議能為各節(jié)點(diǎn)的通訊自動(dòng)尋找新的最佳路徑，網(wǎng)絡(luò)能自愈和自我恢復(fù)。 ? Digimesh并不需要有個(gè)角色來建立網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)ID和信道（或跳頻點(diǎn)）是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)志，當(dāng)兩個(gè)模塊的網(wǎng)絡(luò)ID和信道(或跳頻點(diǎn)）相同時(shí)，它們就處于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，它們之間可不可達(dá)完全取決于信號(hào)強(qiáng)度，在信號(hào)達(dá)不到的地方，如果有同網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)作為跳點(diǎn)，就可以將網(wǎng)絡(luò)延展過去。 ? 2.4G的模塊有信道（CH)參數(shù)，而采用跳頻的次GHz模塊則對(duì)應(yīng)的是有跳頻點(diǎn)參數(shù)(HP，CM)，1W以上的遠(yuǎn)距離模塊，還有一個(gè)空中波特率的參數(shù)(BR)，為了能正常通信，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)該參數(shù)也需設(shè)置成一樣。空中波特率越高，帶寬也越高，但解碼難度也增大，通訊距離相應(yīng)會(huì)縮小，任何應(yīng)用都應(yīng)該在通信距離、可靠性和帶寬之間作權(quán)衡。 ? HP可以理解為有七套不同中心頻率的跳頻點(diǎn)，在每套頻率點(diǎn)中，還可以選擇打開或關(guān)閉一些跳頻點(diǎn)，這個(gè)參數(shù)是CM，它可以更靈活地在模塊中實(shí)施不同國家的無線規(guī)約限制（比如禁用一些頻點(diǎn)等）或是通過這個(gè)方式指定避開某些干擾頻點(diǎn)。 ?

Digimesh的通訊方式有廣播和定向單播兩種方式。MT和RR決定了這兩種通訊方式的最大重傳次數(shù)。對(duì)于指定目標(biāo)地址的單播，成功收到包后，接收方在底層會(huì)有個(gè)反饋包，如果發(fā)送方?jīng)]收到反饋包，或是檢測(cè)到發(fā)送失敗，底層固件會(huì)自動(dòng)重發(fā)，最多會(huì)重發(fā)RR次。而如果用廣播的方式，每個(gè)Router會(huì)把收到的廣播包再轉(zhuǎn)發(fā)MT+1次。這是增強(qiáng)距離和可靠性，減少丟包率的參數(shù)，但它也會(huì)帶來帶寬的降低。當(dāng)您需要很密集發(fā)送或是需要更可靠的實(shí)時(shí)性時(shí)，應(yīng)在丟包率和帶寬/實(shí)時(shí)性之間做權(quán)衡，合理設(shè)置這兩個(gè)參數(shù)。 ? 在Digimesh協(xié)議中，雖說是對(duì)等網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)角色相同，但仍有CE這個(gè)參數(shù)可以指定或限制模塊的某些功能。最常用的是Standard Router節(jié)點(diǎn)和Non-Routing Module節(jié)點(diǎn)兩種。除此之外，也可以通過CE來指定兩個(gè)模塊的父子關(guān)系，子節(jié)點(diǎn)會(huì)定期向父節(jié)點(diǎn)查詢是否有自己的數(shù)據(jù)，在CE參數(shù)中，如果指定節(jié)點(diǎn)是Non-routing，意味著它不能給其它節(jié)點(diǎn)做跳點(diǎn)，并且收到廣播包后，它不會(huì)去轉(zhuǎn)發(fā)。在某些應(yīng)用場(chǎng)景，當(dāng)用戶需要減少網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量，增強(qiáng)實(shí)時(shí)性時(shí)，會(huì)變得很有用。 ?

? Digimesh協(xié)議雖然是對(duì)等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但所有節(jié)點(diǎn)都可以同步休眠和喚醒，因此和ZigBee不同，它并不需要父節(jié)點(diǎn)為子節(jié)點(diǎn)緩存數(shù)據(jù)（雖然也能夠?yàn)楣?jié)點(diǎn)指定這種關(guān)系）。在一個(gè)穩(wěn)定的已經(jīng)同步了的網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)某個(gè)Digimesh的節(jié)點(diǎn)醒來時(shí)，意味著網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其它節(jié)點(diǎn)也處于醒著的狀態(tài)。當(dāng)有新節(jié)點(diǎn)加入時(shí)，需要兩三個(gè)周期來同步。 ? 由于Digimesh中有這些功能和參數(shù)可自定義，它既能用在節(jié)點(diǎn)數(shù)量多，帶寬要求不高的場(chǎng)合，也同樣非常合適節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少，效率要求高的場(chǎng)景。

三、Digimesh網(wǎng)絡(luò)功能探索

當(dāng)我們說組好一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，意味著網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)ID，信道等已經(jīng)設(shè)置好，并且已經(jīng)能相互通信。通常一個(gè)典型的網(wǎng)絡(luò)，包括一個(gè)API模式的網(wǎng)關(guān)和透?jìng)骰駻PI模式的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其它節(jié)點(diǎn)。當(dāng)組好網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通常在網(wǎng)關(guān)側(cè)，我們能夠獲取到網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且可以有效的組織和控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)許可節(jié)點(diǎn)列表，將不是本網(wǎng)絡(luò)的模塊踢出網(wǎng)絡(luò)或恢復(fù)為組網(wǎng)前狀態(tài)。對(duì)于一個(gè)開啟休眠的網(wǎng)絡(luò)，如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)NI已經(jīng)預(yù)先確定，我們可以檢測(cè)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)，在節(jié)點(diǎn)同步時(shí)通過ATDNXXXX將網(wǎng)關(guān)的目標(biāo)地址寫入到模塊中。但更通用的做法是，網(wǎng)關(guān)定期廣播帶NI的組網(wǎng)信息幀，以便讓各個(gè)節(jié)點(diǎn)可以在收到該信息時(shí)自動(dòng)把網(wǎng)關(guān)的MAC地址保存下來。 ?

（1）網(wǎng)關(guān)和節(jié)點(diǎn)均為透?jìng)髂Ｊ浇M網(wǎng) 在網(wǎng)關(guān)和節(jié)點(diǎn)均為透?jìng)髂Ｊ綍r(shí)，由于默認(rèn)的，節(jié)點(diǎn)的DH、DL為0000FFFF，所以我們可以在網(wǎng)關(guān)側(cè)用ATAG0000FFFF讓節(jié)點(diǎn)自動(dòng)把DH、DL寫成網(wǎng)關(guān)的地址。

? （2）透?jìng)髂K節(jié)點(diǎn)和API模式網(wǎng)關(guān)組網(wǎng) 同樣的，簡(jiǎn)單用法我們?nèi)钥梢杂肁TAG0000FFFF來自動(dòng)給網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)設(shè)置好網(wǎng)關(guān)的目標(biāo)地址。為了更有效管理網(wǎng)絡(luò)，Digi有一個(gè)專門的AT指令來實(shí)現(xiàn)根據(jù)NI裝載DH、DL，這在多個(gè)網(wǎng)關(guān)組成分層式網(wǎng)絡(luò)時(shí)顯得非常有用。一個(gè)通常的做法是，當(dāng)網(wǎng)關(guān)首次上電并形成網(wǎng)絡(luò)后，開始廣播SYNCXXXX，首次收到該信息的節(jié)點(diǎn)，將會(huì)把XXXX作網(wǎng)關(guān)的NI，發(fā)送ATDNXXXX，從而把網(wǎng)絡(luò)內(nèi)NI=XXXX的節(jié)點(diǎn)的mac地址自動(dòng)設(shè)置到目標(biāo)地址上。而當(dāng)節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，網(wǎng)關(guān)將獲取到節(jié)點(diǎn)的mac地址，由此可在用戶程序空間中管理這張表，只對(duì)在許可列表的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，對(duì)于非本網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)發(fā)送退網(wǎng)指令，使其恢復(fù)到組網(wǎng)前狀態(tài)等。

? （3）全是API模式的節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)組網(wǎng) 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點(diǎn)全部是API模式時(shí)，在組網(wǎng)階段，可用ATAG0000FFFF指令或由網(wǎng)關(guān)發(fā)起SYNC信息，各節(jié)點(diǎn)收到后便確認(rèn)了網(wǎng)關(guān)的MAC地址，同時(shí)返回一個(gè)確信信息給網(wǎng)關(guān)，以便網(wǎng)關(guān)整理網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)列表。 此外，可由網(wǎng)關(guān)主動(dòng)發(fā)起的網(wǎng)絡(luò)信息查詢，用ATNO04，ATFN，這會(huì)返回包括RSSI值的單跳結(jié)果。 ? ?

四、幾種典型的應(yīng)用場(chǎng)景

（1）路燈監(jiān)控。 （2）無人機(jī)飛行編隊(duì)。 （3）電梯管理。在電梯管理中，我們可以把TO設(shè)置成0x80，在API幀中也用這種方式通信，這是一種直接廣播的傳輸方式，所有的routing節(jié)點(diǎn)會(huì)再次廣播收到的數(shù)據(jù)，為了減少廣播風(fēng)暴，MT值可以設(shè)置為0，并且通過隔數(shù)層放置一個(gè)router，而其它層則作為non-routing點(diǎn)，這樣只有router才會(huì)把收到的數(shù)據(jù)再次廣播一次，只有匹配目標(biāo)地址的節(jié)點(diǎn)收到數(shù)據(jù)后才從串口輸出。設(shè)想一個(gè)30層的電梯，每隔5層放置一個(gè)router，轎廂也作為router節(jié)點(diǎn)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)也只有7個(gè)點(diǎn)會(huì)把收到的不是自己的數(shù)據(jù)再廣播一次，整體能帶寬控制得很好。 （4）隧道監(jiān)控。在隧道通信中，可以在隧道頂上放置router節(jié)點(diǎn)，而其它節(jié)點(diǎn)只作為non-routing節(jié)點(diǎn)。 （5）智能門鎖。 ?

編輯：黃飛

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