Low-Power Probing: 비동기 (asynchronous) 방식의 저전력 MAC 프로토콜 More...

#include <LPPMac.hpp>

Inheritance diagram for LPPMac:

Public Member Functions
void	begin (PacketRadioChip &chip, uint16_t panId, uint16_t nodeId, const uint8_t *eui64)
	프로토콜을 초기화합니다.
void	stop ()
	LPP 동작을 중단합니다.
void	resume ()
	stop()으로 중단된 LPP 동작을 재개합니다.
bool	isRunning ()
	LPP가 현재 주기적인 프로빙 중인지 확인합니다.
uint32_t	getProbePeriod ()
	ProbePeriod 를 가져옵니다.
error_t	setProbePeriod (uint32_t msec)
	ProbePeriod 를 `msec` 밀리초로 설정합니다.
uint32_t	getListenTimeout ()
	ListenTimeout 시간을 가져옵니다.
error_t	setListenTimeout (uint32_t msec)
	ListenTimeout 시간을 `msec` 밀리초로 설정합니다.
uint16_t	getTxTimeout ()
	TxTimeout 시간을 가져옵니다.
error_t	setTxTimeout (uint16_t msec)
	TxTimeout 시간을 `msec` 밀리초로 설정합니다.
uint16_t	getRxWaitTimeout ()
	RxWaitTimeout 시간을 가져옵니다.
error_t	setRxWaitTimeout (uint16_t msec)
	RxWaitTimeout 시간을 `msec` 밀리초로 설정합니다.
uint16_t	getRxTimeout ()
	RxTimeout 시간을 가져옵니다.
error_t	setRxTimeout (uint16_t msec)
	RxTimeout 시간을 `msec` 밀리초로 설정합니다.
uint16_t	getCcaDuration ()
	CcaDuration 시간을 가져옵니다.
error_t	setCcaDuration (uint16_t msec)
	CcaDuration 시간을 `msec` 밀리초로 설정합니다.
bool	isRadioAlwaysOn ()
	Idle 상태에서도 항상 무선을 사용하는지 확인합니다.
void	setRadioAlwaysOn (bool alwaysOn)
	Idle 상태에서도 무선을 사용하도록 설정합니다.
bool	isSITFirstUsed ()
	Sender-Initiated-Transmission 를 우선 사용하는지 확인합니다.
void	setUseSITFirst (bool use)
	프레임을 전송하기 위해 listen을 시작하기 전에 Sender-Initiated-Transmission를 수행합니다.
error_t	setRetries (uint8_t num)
	재전송 횟수를 num 회로 설정합니다.
void	setPanId (uint16_t panId)
	PAN ID를 설정합니다.
void	enableReceiveInterPANFrame (bool enable)
	타 PAN으로부터의 프레임 수신을 허용합니다.
void	onReceiveProbe (void(func)(uint16_t panId, const uint8_t eui64, uint16_t shortId, int16_t rssi, const uint8_t *payload, uint8_t payloadLen, uint32_t channel))
	Probe 수신시 콜백함수를 지정합니다.
void	setProbePayload (const uint8_t *payload, uint8_t len)
	Probe 메시지에 추가로 보낼 페이로드 데이터를 설정합니다.
void	setProbePayload (const char *payload, uint8_t len)
void	setDefaultChannel (uint32_t channel)
	기본 채널을 변경합니다.
Public Member Functions inherited from IEEE802_15_4Mac
error_t	send (IEEE802_15_4Frame *frame)
	`frame` 을 전송합니다.
error_t	cancelSend (IEEE802_15_4Frame *frame)
	`frame` 전송을 취소합니다.
virtual void	onSendDone (void(sendDoneHandler)(IEEE802_15_4Mac &, IEEE802_15_4Frame ))
	전송이 완료될 때 호출될 함수를 지정합니다.
void	onReceive (void(receiveHandler)(IEEE802_15_4Mac &, const IEEE802_15_4Frame ))
	수신이 완료될 때 호출될 함수를 지정합니다.

Static Public Member Functions
static error_t	ExtractProbe (IEEE802_15_4Frame &probe, IEEE802_15_4Address &srcShort, IEEE802_15_4Address &srcLong, uint16_t dataChannel, const uint8_t userMessage, uint8_t userMessageLength)
Static Public Member Functions inherited from IEEE802_15_4Mac
static int32_t	ConvertChToFreq2450MHz (uint16_t channelNumber)
	IEEE 802.15.4-2015 2450MHz 대역 채널번호-주파수 변환 함수
static int32_t	ConvertChToFreq917MHzSUN_FSK1 (uint16_t channelNumber)
	IEEE 802.15.4-2015 917~923.5 MHz 대역 SUN FSK operating mode #1 채널번호-주파수 변환 함수

Public Attributes
bool	use_802_15_4e_2012_Syntax = false
Public Attributes inherited from IEEE802_15_4Mac
bool	useForceNoAckRequest = false
	전송할 프레임에 대해 강제로 Ack를 요청하지 않게 합니다.

Additional Inherited Members
Static Public Attributes inherited from IEEE802_15_4Mac
static uint16_t	HoppingSequenceList2450MHz [16]
	IEEE 802.15.4-2015 2450 MHz 대역을 위한 macHoppingSequenceList.
static uint16_t	HoppingSequenceList917MHzSUN_FSK1 [32]
	IEEE 802.15.4-2015 917~923.5 MHz 대역 SUN FSK operating mode #1 을 위한 macHoppingSequenceList.
Protected Types inherited from PacketRadio
enum	{ TX_FIFO_SIZE = 10 , RX_FIFO_SIZE = 10 , TX_DONE_FIFO_SIZE = 10 }
Protected Member Functions inherited from IEEE802_15_4Mac
bool	checkTxFrame (RadioPacket *frame)
void	handleRxFrame (RadioPacket *frame)
IEEE802_15_4Frame *	getNextTxFrame ()
Protected Member Functions inherited from PacketRadio
virtual void	sendDone (RadioPacket *frame, RadioPacket::Result_t)
virtual void	receive (RadioPacket *frame)
RadioPacket *	getNextTxFrame ()
error_t	enqueueTxFrame (RadioPacket *frame)
virtual void	notifySendDone (RadioPacket *frame)
virtual void	notifyReceive (RadioPacket *frame)
error_t	send (RadioPacket *frame)
	`frame` 을 전송합니다.
error_t	cancelSend (RadioPacket *frame)
	`frame` 전송을 취소합니다.
void	onSendDone (void(sendDoneHandler)(PacketRadio &, RadioPacket ))
	전송이 완료될 때 호출될 함수를 지정합니다.
uint8_t	getNumPendingSendFrames ()
	전송 대기 중인 프레임 갯수를 구합니다.
void	onReceive (void(receiveHandler)(PacketRadio &, const RadioPacket ))
	수신이 완료될 때 호출될 함수를 지정합니다.
void	setEventListener (PacketRadioEventListener &)
	전송 완료 및 수신 이벤트에 대해 PacketRadioEventListener 를 구현한 클래스로 콜백합니다.
Protected Attributes inherited from PacketRadio
Queue< RadioPacket * >	txFifo
Queue< RadioPacket * >	rxFifo
Queue< RadioPacket * >	txDoneFifo
void(*	callbackSendDone )(PacketRadio &, RadioPacket *)
void(*	callbackReceive )(PacketRadio &, const RadioPacket *)
PacketRadioEventListener *	eventListener

Detailed Description

Low-Power Probing: 비동기 (asynchronous) 방식의 저전력 MAC 프로토콜

노드는 주기적으로 Probe를 전송하여 주변의 이웃들에게 자신의 존재를 알립니다. 데이터를 송신할 노드는 무선 상태를 검사하다가 목적지 노드의 Probe를 수신한 순간 데이터를 전송합니다. 각 노드는 유휴상태일 때 주기적인 Probe 전송을 제외하면 대부분의 시간을 수면상태에서 대기하기 때문에, 간헐적인 데이터 전송만 요구되는 응용에 적합한 프로토콜입니다.

SX1276, CC1200 등 패킷 무선통신을 지원하는 송수신 칩과 함께 쓸 수 있습니다. LPP는 IEEE 802.15.4 표준은 아니지만 IEEE 802.15.4-2015의 RIT와 유사하며, 프레임 형식은 IEEE 802.15.4-2015를 따릅니다. 따라서 IEEE 802.15.4와 같이 노드의 주소는 8-byte EUI-64 와 2-byte short address 를 모두 지원합니다.

Supported Hardwares

LPP를 지원하는 하드웨어는 다음과 같습니다.

Board	Radio Chip	Example
Atmel SAM R21 Xplained Pro	Internal AT86RF233	Sender, Receiver
PLNetworks PLM100	SX1276	Sender, Receiver
ST Nucleo L152RE	SX1276MB1LAS	Sender, Receiver

Parameters

ProbePeriod : Probe 전송 주기 (단위: ms). 이웃의 송신노드의 ListenTimeout 보다 짧아야 합니다.
ListenTimeout : Data 패킷을 전송하기 위해 Probe를 기다리는 시간 (단위: ms). 이웃의 수신노드의 ProbePeriod 보다 길어야 합니다.
RxWaitTimeout : 패킷 수신을 기다리는 시간 (단위: ms). 이 시간 안에 패킷 수신이 시작되어야 data 패킷, 또는 Ack 패킷을 수신하기 위해 RxTimeout 시간을 대기합니다.
RxTimeout : 패킷 수신이 시작된 후부터 수신하기 위해 대기하는 시간 (단위: ms)
TxTimeout : 패킷 송신이 시작된 후부터 송신이 끝날 때까지 대기하는 시간 (단위: ms)
Retransmission : 재전송 시도 횟수 (단위: 회)

Recommended Parameters

LPP의 타이밍 관련 파라미터 중 RxWaitTimeout, RxTimeout, 및 TxTimeout 은 하드웨어에 의존적입니다. 아래는 하드웨어 및 전송방식 별 추천하는 값입니다.

Chip	RxWaitTimeout	RxTimeout	TxTimeout
CC1200 (FSK 50kbps)		100	50
SX1276 (LoRa SF7, BW 125kHz)	30	465	632
SX1276 (LoRa SF7, BW 250kHz)	15	310	319
SX1276 (LoRa SF7, BW 500kHz)	10	160	162
SX1276 (LoRa SF8, BW 125kHz)	48	1075	1112
SX1276 (LoRa SF8, BW 250kHz)	25	540	560
SX1276 (LoRa SF8, BW 500kHz)	15	275	282
SX1276 (LoRa SF9, BW 125kHz)	90	1880	1956
SX1276 (LoRa SF9, BW 250kHz)	48	940	981
SX1276 (LoRa SF9, BW 500kHz)	25	475	492
SX1276 (LoRa SF10, BW 125kHz)	178	3415	3580
SX1276 (LoRa SF10, BW 250kHz)	90	1710	1792
SX1276 (LoRa SF10, BW 500kHz)	48	860	899
SX1276 (LoRa SF11, BW 125kHz)	350	7480	7809
SX1276 (LoRa SF11, BW 250kHz)	178	3745	3907
SX1276 (LoRa SF11, BW 500kHz)	90	1875	1956
SX1276 (LoRa SF12, BW 125kHz)	700	13380	14039
SX1276 (LoRa SF12, BW 250kHz)	350	6695	7022
SX1276 (LoRa SF12, BW 500kHz)	178	3350	3514

Basic Usage

Initialization

LPPMac 인스턴스를 전역변수로 선언한 뒤, begin() 을 호출하면 프로토콜이 시작됩니다.

Send

프레임을 전송하기 위해서는 다음과 같이 IEEE802_15_4Frame 에 목적지 주소 및 보낼 데이터를 채우고 send() 를 호출하여야 합니다. 전송이 완료된 후, onSendDone() 에 의해 설정된 콜백이 호출됩니다.

Receive

프레임을 수신하기 위해서는 onReceive() 로 콜백을 설정하면 됩니다. 수신시 해당 콜백이 호출되면 프레임을 읽으면 됩니다.

Examples: atsamr21-xpro/LPP-Receiver/main.cpp, atsamr21-xpro/LPP-Sender/main.cpp, st-nucleo-l152re/I2C-AT30TSE758-Temperature-Sensor/main.cpp, st-nucleo-l152re/LPP-Receiver/main.cpp, and st-nucleo-l152re/LPP-Sender/main.cpp.

Member Function Documentation

◆ begin()

void LPPMac::begin	(	PacketRadioChip &	chip,
		uint16_t	panId,
		uint16_t	nodeId,
		const uint8_t *	eui64 )

프로토콜을 초기화합니다.

Parameters

chip	LPP를 사용할 칩
panId	IEEE 802.15.4-호환 PAN ID
nodeId	IEEE 802.15.4-호환 short address
eui64	IEEE 802.15.4-호환 EUI-64

Examples: atsamr21-xpro/LPP-Receiver/main.cpp, atsamr21-xpro/LPP-Sender/main.cpp, st-nucleo-l152re/LPP-Receiver/main.cpp, and st-nucleo-l152re/LPP-Sender/main.cpp.

◆ enableReceiveInterPANFrame()

void LPPMac::enableReceiveInterPANFrame ( bool enable )

타 PAN으로부터의 프레임 수신을 허용합니다.

Parameters

enable 허용여부

◆ onReceiveProbe()

void LPPMac::onReceiveProbe ( void(* func )(uint16_t panId, const uint8_t *eui64, uint16_t shortId, int16_t rssi, const uint8_t *payload, uint8_t payloadLen, uint32_t channel) )

Probe 수신시 콜백함수를 지정합니다.

Parameters

func 콜백함수의 포인터

Examples: atsamr21-xpro/LPP-Receiver/main.cpp, atsamr21-xpro/LPP-Sender/main.cpp, st-nucleo-l152re/LPP-Receiver/main.cpp, and st-nucleo-l152re/LPP-Sender/main.cpp.

◆ setDefaultChannel()

void LPPMac::setDefaultChannel ( uint32_t channel )

기본 채널을 변경합니다.

Parameters

channel 사용할 채널 (단위: Hz)

◆ setPanId()

void LPPMac::setPanId ( uint16_t panId )

PAN ID를 설정합니다.

Parameters

panId IEEE 802.15.4-호환 PAN ID

◆ setProbePayload() [1/2]

void LPPMac::setProbePayload	(	const char *	payload,
		uint8_t	len )

inline

                                                         {
    setProbePayload((const uint8_t *) payload, len);
  }

◆ setProbePayload() [2/2]

void LPPMac::setProbePayload	(	const uint8_t *	payload,
		uint8_t	len )

Probe 메시지에 추가로 보낼 페이로드 데이터를 설정합니다.

Parameters

payload	추가 페이로드 데이터 포인터
len	추가 페이로드 길이. 31-byte 를 초과할 수 없으며, 초과하는 경우 31-byte 까지만 전송됩니다.

Examples: atsamr21-xpro/LPP-Sender/main.cpp, and st-nucleo-l152re/LPP-Sender/main.cpp.

◆ setRadioAlwaysOn()

void LPPMac::setRadioAlwaysOn ( bool alwaysOn )

Idle 상태에서도 무선을 사용하도록 설정합니다.

Parameters

alwaysOn true 이면 저전력 상태로 진입하지 않습니다. false 이면, 보통의 상태로 동작합니다.

◆ setUseSITFirst()

void LPPMac::setUseSITFirst ( bool use )

프레임을 전송하기 위해 listen을 시작하기 전에 Sender-Initiated-Transmission를 수행합니다.

LPP의 Receiver-Initiated-Transmission에 따른 전송 지연을 완화하기 위한 옵션입니다. 상대방이 setRadioAlwaysOn(true) 인 경우 listen을 생략하고 바로 전송을 시도하기 때문에 지연이 최소화됩니다. 상대방이 setRadioAlwaysOn(false) 인 경우 SIT는 실패하고 listen을 계속합니다.

◆ stop()

void LPPMac::stop ( )

LPP 동작을 중단합니다.

주기적인 probe는 전송되지 않고 무선 칩은 저전력 상태를 유지합니다. 다시 계속하려면 resume() 을 호출합니다.

The documentation for this class was generated from the following file:

include/LPPMac.hpp

Public Member Functions

Static Public Member Functions

Public Attributes

Additional Inherited Members

Detailed Description

Supported Hardwares

Parameters

Recommended Parameters

Basic Usage

Initialization

Send

Receive

Member Function Documentation

◆ begin()

◆ enableReceiveInterPANFrame()

◆ onReceiveProbe()

◆ setDefaultChannel()

◆ setPanId()

◆ setProbePayload() [1/2]

◆ setProbePayload() [2/2]

◆ setRadioAlwaysOn()

◆ setUseSITFirst()

◆ stop()