一種短距離無線傳輸?shù)腃SMA／CA協(xié)議實(shí)現(xiàn)方法

3 實(shí)現(xiàn)協(xié)議的關(guān)鍵
①串口數(shù)據(jù)幀的拷貝。為保存串口接收到的數(shù)據(jù)幀，并為以后能區(qū)分緩存不同的數(shù)據(jù)幀，設(shè)計(jì)了能緩存4個(gè)數(shù)據(jù)幀的緩存空間。在接收到串口的數(shù)據(jù)幀時(shí)，跟原來直接處理數(shù)據(jù)的做法不同，新的程序中，首先將數(shù)據(jù)存在緩存區(qū)中，如果緩存區(qū)滿，則不再保存新的數(shù)據(jù)幀。
②串口緩存區(qū)數(shù)據(jù)幀的處理順序。按照接收到數(shù)據(jù)的先后順序進(jìn)行處理。
③隨機(jī)退避的處理。由于MCl3213不僅需要發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)，還需要與串口進(jìn)行通信，此處隨機(jī)退避采用中斷方式，當(dāng)退避時(shí)間到時(shí)，置退避時(shí)間完成標(biāo)志位，而后進(jìn)入隨機(jī)退避完成的處理過程。
④無線數(shù)據(jù)幀3次重發(fā)的實(shí)現(xiàn)。DATA類型的數(shù)據(jù)如果發(fā)送不成功，需要有3次重傳機(jī)制，實(shí)現(xiàn)過程與之前有很大不同。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送成功后，在一定的時(shí)間內(nèi)等待ACK，如果沒有接收到ACK，則判斷是否重傳3次。若未到3次，置重傳標(biāo)志位，重傳數(shù)據(jù)幀，否則丟棄此幀。隨機(jī)退避次數(shù)大于最大退避次數(shù)時(shí)，同樣判斷是否重傳3次：若未到3次，置重傳標(biāo)志位，重傳數(shù)據(jù)幀，否則丟棄此幀。在此幀數(shù)據(jù)沒有發(fā)送成功，并且重傳次數(shù)未到時(shí)，不處理之后的數(shù)據(jù)幀，保證重傳的數(shù)據(jù)幀是需要重傳的數(shù)據(jù)幀。
⑤無線模塊的狀態(tài)切換。為了保證無線模塊狀態(tài)切換的時(shí)序沒有錯(cuò)誤，防止由于無線模塊狀態(tài)切換而導(dǎo)致的嚴(yán)重問題，在CSMA_MAC協(xié)議實(shí)現(xiàn)過程中，無論對無線模塊進(jìn)行了什么操作，最終都需要把無線模塊的狀態(tài)置為RX_STATE，打開無線模塊的接收天線。
⑥串口數(shù)據(jù)幀3次重發(fā)的實(shí)現(xiàn)。DATA類型的數(shù)據(jù)幀發(fā)送完成后，如果在一定的時(shí)間內(nèi)未收到ACK，將對數(shù)據(jù)進(jìn)行重發(fā)，直至收到ACK；或者重發(fā)超過3次，丟棄此幀。

4 測試結(jié)果
在我們搭建的一個(gè)無線定位小系統(tǒng)測試中，定位節(jié)點(diǎn)與定位卡通信，工作正常；兩個(gè)定位節(jié)點(diǎn)之間的通信，定位節(jié)點(diǎn)收發(fā)狀態(tài)正常，工作正常；定位節(jié)點(diǎn)將接收到的定位卡的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)至PC上，經(jīng)過定位算法處理后，定位誤差在2 m范圍之內(nèi)。

結(jié)語
本文基于ZigBee基帶芯片實(shí)現(xiàn)了簡單的CSMA／CA協(xié)議，同時(shí)也適用于其他短距離無線通信系統(tǒng)。筆者已經(jīng)在1套433 MHz定位系統(tǒng)中使用了同一協(xié)議，收到了良好的效果。本文介紹實(shí)現(xiàn)的只是基本的CSMA／CA協(xié)議，在應(yīng)用于不同的無線通信系統(tǒng)中時(shí)，可以根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)再加以改進(jìn)，就可以達(dá)到更好的無線通信效果。