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由RFW122-M構(gòu)成的短距離無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)( 二 )

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圖1; 系統(tǒng)框圖
MCU與RFW122-M及RFW-D100的連接關(guān)系如圖2所示 。
圖2; MCU與RFW122-M及RFW-D100的連接關(guān)系

;; 3; 通信協(xié)議及軟件流程
系統(tǒng)所采用的數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議是載波偵聽多路訪問協(xié)議（CSMA） 。局域網(wǎng)一般采用共同介質(zhì)的方法，為此當(dāng)多個(gè)站點(diǎn)要同時(shí)訪問介質(zhì)時(shí)，就要進(jìn)行控制 。CSMA就是常用的一種方式 。當(dāng)網(wǎng)中站臺(tái)要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先檢測(cè)是否有別的站臺(tái)占用了傳輸媒體 。具體做法是：先進(jìn)行載波偵聽，假如發(fā)現(xiàn)介質(zhì)（媒體）空閑，則馬上發(fā)送數(shù)據(jù)；否則，就根據(jù)不同的策略退避重發(fā) 。
由于該系統(tǒng)工作在2.44GHz的ISM頻段，該頻段存在較大干擾，所以設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)時(shí)最重要的原則是，以盡量短的時(shí)間占用信道，以降低潛在沖突的概率 。在傳輸中，包重疊的概率是與每個(gè)發(fā)送節(jié)點(diǎn)占用共享信道的時(shí)間成正比的 。因此，若以高比特率傳輸數(shù)據(jù)包，會(huì)提高數(shù)據(jù)被正確接收的概率 。RFW-D100最高的空中數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mbps，它可以被配置為各種傳輸速率 。在RFW-D100的數(shù)據(jù)手冊(cè)中，降低數(shù)據(jù)速率并不能降低誤碼率，因此為了縮短數(shù)據(jù)包在空中傳輸?shù)臅r(shí)間，降低數(shù)據(jù)碰撞的概率，在協(xié)議中建議以最高的速率傳輸數(shù)據(jù) 。若把數(shù)據(jù)分成小包，則每個(gè)小包被正確接收的概率又會(huì)增加 。這樣，當(dāng)干擾出現(xiàn)時(shí)，只有一小部分會(huì)丟失，而且協(xié)議有能力來定位在特定包中損壞的數(shù)據(jù) 。因此可以得出這樣的結(jié)論：以高的數(shù)據(jù)速率發(fā)送短的數(shù)據(jù)包，將增強(qiáng)協(xié)議處理損壞數(shù)據(jù)的能力 。
3.1數(shù)據(jù)包格式
數(shù)據(jù)包格式如圖3所示 。
圖3; 數(shù)據(jù)包格式
①PREAMBLE：RFWD100發(fā)送PREAMBLE的目的是使接收機(jī)和發(fā)送機(jī)同步 。20 位長，高4位為1111，其他16位可以配置 。發(fā)送順序?yàn)閺母叩降?。
②NET_FIRST：1字節(jié)，網(wǎng)絡(luò)地址字節(jié) 。
③NET_SEC：1字節(jié)，網(wǎng)絡(luò)地址字節(jié) 。
④DST_ID：1字節(jié)，數(shù)據(jù)包所發(fā)往的目的節(jié)點(diǎn)地址 。
⑤SRC_ID：1字節(jié)，發(fā)數(shù)據(jù)包的源站地址 。
⑥SEQUENCE：1字節(jié) 。這個(gè)段包括兩個(gè)值：高4位表示數(shù)據(jù)序號(hào)，低4位表示數(shù)據(jù)包的類型 。低4位代表的含義：0000b為握手?jǐn)?shù)據(jù)包，0001b為握手應(yīng)答包，0010b為數(shù)據(jù)包，0011b為數(shù)據(jù)包的應(yīng)答包，0100b為拆鏈包，0101b為拆鏈的響應(yīng)包 。
⑦SIZE：1字節(jié) 。這個(gè)段說明包的大小 。當(dāng)設(shè)定數(shù)據(jù)包為固定大小時(shí)，SIZE沒有意義 。
⑧PAYLOAD：1字節(jié) 。來自上層軟件層的數(shù)據(jù) 。
⑨CRC：1字節(jié) 。RFWD100在發(fā)送端給每個(gè)包增加CRC信息，使得接收機(jī)對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè) 。
在本系統(tǒng)的協(xié)議設(shè)計(jì)過程中，采用小數(shù)據(jù)包的傳輸模式，從串口中收到的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)（以字節(jié)為單位）等于10時(shí)，將這些數(shù)據(jù)打包發(fā)送出去 。假如收到的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)小于10，并且串口數(shù)據(jù)的發(fā)送已經(jīng)結(jié)束，則系統(tǒng)也將這些數(shù)據(jù)打包并發(fā)送出去 。
3.2系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖
系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移如圖4所示，包含4個(gè)狀態(tài)，分別是空閑態(tài)、握手態(tài)、傳輸態(tài)和接收態(tài) 。
圖4; 系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖
空閑態(tài)：假如沒有串口中斷或外部的握手信號(hào)中斷，則系統(tǒng)將一直處于空閑狀態(tài) 。
握手態(tài)：假如串口中斷發(fā)生，則表明有上層的數(shù)據(jù)包需要傳輸，系統(tǒng)進(jìn)入握手的狀態(tài) 。
傳輸態(tài)：系統(tǒng)把從串口收到的數(shù)據(jù)通過無線信道發(fā)送出去 。
接收態(tài)：系統(tǒng)處理接收到的數(shù)據(jù)包，發(fā)往串口，并對(duì)從串口到來的數(shù)據(jù)包做丟棄處理 。
3.34個(gè)狀態(tài)的處理流程
系統(tǒng)4個(gè)狀態(tài)的處理流程如圖5~圖8所示 。
圖5; 空閑態(tài)流程
圖6; 握手態(tài)流程
圖7; 發(fā)送態(tài)流程
圖8; 接收態(tài)流程

;系統(tǒng)接收串口數(shù)據(jù)的緩沖池的大小為15字節(jié) 。

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