 |
§ 50. Протокол связи — настоящее и будущее
|
|
|
|
 |
Мы, люди, так или иначе общаемся между собой. Как это происхо- дит? Например, вы хотите передать другу информацию о месте и време- ни встречи. Вы можете написать ему сообщение по электронной почте, послать СМС-сообщение, оставить записку, ну и, конечно, позвонить по телефону или сообщить непосредственно при личной встрече. При этом вы подаёте сигнал, а ваш друг его принимает. Чтобы он понял, что вы ему говорите (распознал сигнал), желательно, чтобы вы говорили на одном языке.
Роботы тоже обмениваются информацией между собой и с челове ком. Язык общения роботов — это протокол связи.
Допустим, вы хотите, чтобы уехавший в другой угол комнаты робот пискнул или подмигнул диодом. Для этого вы должны со своего ком пьютера подать роботу нужную команду, а он должен понять её и от реагировать. Чтобы команда была понята правильно, источник сигнала (ваш компьютер) и приёмник сигнала (робот в углу) должны общаться по одному протоколу. Допустим, вам необходимо передать роботу команду зажечь свет. В программе управления роботом вы нажимаете кнопку «свет» (рис. 9. 1).
При этом программа понимает, что надо сформировать определён ный пакет данных и отправить его в порт1 на устройство. Какие устрой ства есть у вашего ноутбука или планшета? Это, скорее всего, встроен ные адаптеры Bluetooth, WiFi или присоединённый по USBпорту ZigBeeмодуль. В адаптере цифровой сигнал (сформированный про граммой пакет данных), поступающий на него с компьютера, преобра зуется и посредством радиоволн передаётся на другое устройство.
 |
Рис. 9. 1. Образец программы управления роботом
 |
1 Порты вводавывода являются основным средством связи микроконтрол леров с окружающим миром. Через эти порты микроконтроллер получает сигналы (аналоговые или цифровые) от внешних устройств; управляет или обменивается данными с внешними устройствами; сигнализирует о проделанной работе и т. д.
|
|
|
В это время робот находится в ожидании команды. При приёме сиг- нала адаптер преобразует его в цифровую форму, понятную компьюте- ру. И робот в соответствии с переданной программой выполняет ука- занное действие.
Причём если робот укомплектован Bluetooth-модулем, то никак не отреагирует на вашу команду, отправленную по Wi-Fi. Так же как если вы своего щенка приучали к команде «сидеть», произнося её по- русски, то вряд ли он поймёт, что вы от него хотите, если будете ему эту команду отдавать на английском или немецком языке.
Каждый протокол имеет несколько уровней. Уровни разделяются на низкий, средний, высокий и приложения. Уровень приложений — са- мый высокий. А вместе все уровни составляют стек протокола. Так, команду «сидеть», данную щенку, можно разделить на низкий, физиче- ский уровень, это колебания воздуха, и высокий — логический — сама команда, по которой щенок должен именно сесть, а не лечь или подать голос (рис. 9. 2). А если дать команду: «Дружок, сидеть! » — появится и средний уровень — сетевой, в котором мы адресуем команду кон- кретному щенку.
Низкий физический уровень — это колебания электромагнитного поля. В России для протоколов ZigBee, Bluetooth и Wi-Fi сигнал пере- даётся на частоте 2, 4 гГц. Для этих протоколов физический уровень одинаковый.
Различия возникают на сетевом уровне, когда устройства иденти- фицируются по MAC-адресам — уникальным опознавательным номе- рам. Этот уровень нужен, чтобы адресовать команду либо ко всем устройствам в сети, либо какому-то конкретному устройству.
Чем же различаются протоколы ZigBee, Bluetooth и Wi-Fi? Почему нельзя пользоваться каким-то одним?
|
|
|
Исторически сложилось так, что каждый протокол создавался под конкретные нужды. Bluetooth предназначен, чтобы связывать друг
 |
Физический уровень Логический уровень
Рис. 9. 2. Стек протокола команды «сидеть»
|
|
|
