【正文】 } else{…………… .} } } 2020 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 當(dāng)接收標(biāo)志位為 1 時，獲得主函數(shù)的處理，根據(jù)接收數(shù)據(jù)幀的幀類型判斷接下來的操作，由于主設(shè)備在通信的雙方是一個被動接收的過程，當(dāng)發(fā)出組網(wǎng)信息之后 ，之后的操作就是根據(jù)從設(shè)備的請求作相應(yīng)的應(yīng)答。 EX1=0。 協(xié)議 接收過程采用中斷方式，數(shù)據(jù)包 CRC 校驗(yàn)正確之后，就判斷是否發(fā)往本設(shè)備的數(shù)據(jù)包，如是，則置接收標(biāo)志位，反 之丟棄或做其他的處理；對于接收 過程 ，主設(shè)備和從設(shè)備的處理過程稍有區(qū)別。 i++。如果信道為閑，則直接將數(shù)據(jù)送完無線收發(fā)模塊，開啟模塊的發(fā)送狀態(tài)，進(jìn)入發(fā)送過程，最后判斷 IRQ位來決定發(fā)送是否完成。 網(wǎng)絡(luò) 號應(yīng)答幀 (0x31)：網(wǎng)絡(luò)信息中心回答全功能設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)號請求，為下一級網(wǎng)絡(luò)的組建分配一個新的唯一的網(wǎng)絡(luò)號。從設(shè)備的數(shù)據(jù)發(fā)送默認(rèn)目的地址是網(wǎng)絡(luò)信息中心的網(wǎng)絡(luò)地址 (0x00)。 響應(yīng)發(fā)送幀 (0x01)：在主設(shè)備收到從設(shè)備發(fā)來的請求發(fā)送幀后，主設(shè)備會以此幀作為應(yīng)答，告訴該從設(shè)備通信已經(jīng)建立。協(xié)議中利用數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)。 轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)地址：此地址比較特殊，當(dāng)從設(shè)備屬于主信息中心所建網(wǎng)絡(luò)時， 該地址為主信息中心的地址；當(dāng)從設(shè)備不屬于主信息中心所建網(wǎng)絡(luò)時，該地址為源網(wǎng)絡(luò)地址。 鏈路層幀結(jié)構(gòu)定義 從本章前面的敘述，一個數(shù)據(jù)幀應(yīng)包括地址信息、控制信息和數(shù)據(jù)信息三部分。因?yàn)閺脑O(shè)備一般情況下是處于接收狀態(tài)的，在得到組網(wǎng)信息之后，才會發(fā)出發(fā)送請求信息，此信息是通信建立的初始信息，表明該設(shè)備需要進(jìn)行通信。 鏈路層為整個協(xié)議的中間層， 是本協(xié)議的重點(diǎn)內(nèi)容，主要完成數(shù)據(jù)包的處理；網(wǎng)絡(luò)的組建和上層數(shù)據(jù)的傳輸都是基于鏈路層來完成。 熊川：基于 A7102C 的短距離無線通信網(wǎng)設(shè)計 20 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) 通過本章前面幾節(jié)的介紹，單片機(jī)不僅需要控制各個模塊的操作，還需要協(xié)調(diào)各模塊之間的操作，在實(shí)際設(shè)計中，由于各模塊的操作必須獨(dú)立，而一般的程序執(zhí)行方式為順序執(zhí)行，這在很大程度上不能同時滿足各模塊都處于運(yùn)行中，其中還有某些模塊的執(zhí)行相對較少，有的則比較多，所以一般采用中斷的方式來實(shí)現(xiàn)。 模塊與單片機(jī)的接口電路如圖 所示。由于本文設(shè)計中采用的顯示方式只有 一 種情況，所以下面就簡單介紹這 一 種顯示方式和一些其他必要的操作顯示指令。簡單的 23 個用戶接口命令代碼，非常容易記憶。當(dāng) TRER 為高時，TRSR 為低時進(jìn)入接收狀態(tài)， TRSR 為高時進(jìn)入發(fā)送狀態(tài) ，當(dāng) TRER 為低時， TRSR不能控制其收發(fā)狀態(tài)。寄存器詳細(xì)信息如表 。 下面對本文設(shè)計中所使用到一些寄存器做簡單的敘述。 最后，配以必要的外圍電路來完成整個節(jié)點(diǎn)的硬件環(huán)境搭建，主要是通過一定的顯示方式來表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的各種情況，對于信息中心，主要是通過液晶的方式，其他節(jié)點(diǎn)都采用 LED 的方式來表達(dá)，黃色燈表示連接網(wǎng)絡(luò)成功，綠色燈表示數(shù)據(jù)傳送成功，紅色燈表示模塊處于發(fā)送的過程中。其次介紹了各種無線短程通信技術(shù)的基 本情況和特別，并針對實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境在本文設(shè)計中參照了一定的知識。 圖 星型結(jié)構(gòu) 2020 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 樹型結(jié)構(gòu) 樹型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) (圖 )可 以簡單的形容為多個星型結(jié)構(gòu)的集合。網(wǎng)絡(luò)有中央節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)（ 全功能節(jié)點(diǎn) 、 精簡節(jié)點(diǎn) ）都與中央節(jié)點(diǎn)直接相連，這種結(jié)構(gòu)以中央節(jié)點(diǎn)為中心，因此又稱為集中式網(wǎng)絡(luò)。 CSMA/CA 通過這兩種方式來提供無線的共享訪問，這種顯式的 ACK 機(jī)制在處理無線問題時非常有效。在 無線局域網(wǎng)協(xié)議中，沖突的檢測存在一定的問題，這個問題稱為 Near/Far現(xiàn)象，這是由于要檢測沖突，設(shè)備必須能夠一邊接受數(shù)據(jù)信號一邊傳送數(shù)據(jù)信號，而這在無線系統(tǒng)中是無法辦到的。它直接影響總線、接口和網(wǎng)絡(luò)的性能。一般而言， ZigBee 技術(shù)應(yīng)用在以下幾方面具有顯著的優(yōu)勢： (1)需要無線通信交換信息的低成本裝置； (2)數(shù)據(jù)的交換量較小、傳輸?shù)乃俾室蟛桓撸? (3)功耗要求極低，采用電池供電且需要維持較長時間 (4)需要多個 (尤其是大量 )設(shè)備組成無線通信網(wǎng)絡(luò)， 主要進(jìn)行檢測和控制的場合。在 2FSK 方式下，最大數(shù)據(jù)傳輸率為 1Mb/s， 4FSK 方式下，速率可達(dá) 2Mb/s。 支持兩種傳輸速率，即基于BPSK 的 1Mb/s 和 QPSK 的 2Mb/s，目前的 標(biāo)準(zhǔn)支持的最大速率達(dá)到11Mb/s。為了避免與此頻段上的其它通信系統(tǒng)互相干擾，藍(lán)牙技術(shù)采用頻率跳躍技術(shù)來消除干擾和降低電波衰減。接收機(jī)輸入端的高頻放大器的功能是對天線上收到熊川：基于 A7102C 的短距離無線通信網(wǎng)設(shè)計 6 的所需信號進(jìn)行初步的選擇和放大，“選擇”就是只選取頻率為關(guān)的所需信號，抑制其它頻率的無用信號，這通常是靠放大器中的調(diào)諧電路實(shí)現(xiàn)。 第五章 主要介紹了系統(tǒng)測試的結(jié)果和分析，并 在此基礎(chǔ)上提出了一些改進(jìn)的措施，對實(shí)際的應(yīng)用也作了簡單的介紹。 (8)其它應(yīng)用 。 (5)動態(tài)場合和分布式系統(tǒng) 。此時無線自組網(wǎng)能夠在這些惡劣和特殊的環(huán)境下提供通信支持，對搶險和救災(zāi)工作具有重要意義。傳感器網(wǎng)絡(luò)是無線 組網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的另一大領(lǐng)域。在移動設(shè)備中，沒有了傳輸線的制約，人們能夠更加靈活地根據(jù)需要放置 器具，移動物體。時代需要速度更快、互操作更方便以及更安全可靠的無線網(wǎng)絡(luò)， Nordic VLSI、 Freascale、Atmel、臺灣笙科公司 等 IC生廠商都相繼推出了新一代短距離無線數(shù)據(jù)通信收 發(fā)芯片，以 nRF90 CC1100、 Jennic、 A7102C 為主流的無線芯片性能得到了很大提高，最新的無線收發(fā)芯片將全部無線通信需要的調(diào)制 /解調(diào)芯片、高 /低頻放大器等全部集成在芯片中，使外圍器件大幅度減少，很容易與各種型號微控制器連接實(shí)現(xiàn)高可靠性無線通信，使開發(fā)無線產(chǎn)品成本大大降低，開發(fā)難度更簡單，應(yīng)用更廣泛，嵌入式無線通信和無線網(wǎng)絡(luò)將逐步取代現(xiàn)有的 有線通信和有線網(wǎng)絡(luò)，無線技術(shù)將展示其巨大的影響力，必將掀起一場 新的技術(shù)浪潮。其中發(fā)送終端向外界發(fā)送數(shù)據(jù)信息，隨著距離的增加，需要中繼站來提高信號傳輸質(zhì)量，接收終端把信息接收下來并進(jìn)行分析、處理以備使用。 手機(jī)通話、短信息通信無處不在； GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)為我們導(dǎo)航指路；無線智能家居設(shè)備、無線故障監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)作物環(huán)境監(jiān)測控制系統(tǒng)等典型應(yīng)用，讓我看到無線技術(shù)不斷發(fā)展和不斷擴(kuò)大，無線技術(shù)正不斷改變我們的生活方式，使人們的生活更加舒適、美好、安全。 wireless chip A7102C and carrier sense multiple accesses (CSMA). The hardware of a work terminal node is posed of single chip micyoco (SCM) AT89C52, wireless module A7102C and basic device external. For work information center, it has other HB12864M2 display device, the display for processing data. Network node is divided into 3 categories, Respectively, Network information center which has collection of information, Full function device which has the function of establishing work, Prune function device which has only wireless munication. As the work is posed of many work terminal nodes, it needs to coordinate munication of other devices, this paper designs a protocol of wireless munication. The protocol is posed of physics level, link layer and application layer. The host device controls guest device which joins in the work. The destination of data transmission is the information center. The data transfer mechanism of full function device realizes data transfer. Wireless munication protocol in the paper realizes that information center established munication work, and guest devices can transmit data to information center with the effective address which host device assign. KEY WORDS： Wireless working, protocol, CSMA, A7102C 2020 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 緒 論 課題研究背景 近十年來，計算機(jī)技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，不論是硬件還是軟件，其變化之快都 是每個人有目共睹的 。本文介紹 基于 A7102C 無線 ISM 模塊的 短距離無線 通信 網(wǎng)設(shè)計。從設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)由主設(shè)備控制，從設(shè)備 數(shù)據(jù) 傳送的終點(diǎn) 是 網(wǎng)絡(luò) 信息 中心 ； 協(xié)議 采用 全功能設(shè)備的 數(shù)據(jù) 中轉(zhuǎn) 機(jī)制 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)。每個網(wǎng)絡(luò)都是由不同的要素（軟件與硬件）所組成的系統(tǒng)。而 ISM 頻帶在歐洲所分配到的頻率為 433MHz、 868MHz、。典型應(yīng)用包括射頻身份識別（ RFID）系統(tǒng)、無線 局域網(wǎng)、無線條碼閱讀器、無線安全系統(tǒng)等。 (2)接口故障少。 2020 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 短距離無線網(wǎng)絡(luò) 可以快速部署 于范圍較小 ，不需要固定基礎(chǔ)設(shè)施的支持，能夠在不能或不便利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的情況下提供一種通信支撐平臺，從而拓寬了移動通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場合，它可以作為獨(dú)立的系統(tǒng)運(yùn)行，也可以作為子網(wǎng)連接到互聯(lián)網(wǎng)(Inter)上，可用于國防戰(zhàn)備、搶險救災(zāi)、應(yīng)對突發(fā) 事件、教學(xué)、會議、無線群體多媒體應(yīng)用、個人通信等無法得到有線 網(wǎng)絡(luò)支持或只是臨時需要通信的環(huán)境。同 樣對于各種工業(yè)或者工程環(huán)境，需要在許多不同地點(diǎn)安裝檢測點(diǎn)，這時短 距離的無線網(wǎng)絡(luò)便是最好的選擇。 (4)臨時場合 ?？紤]到電磁波的輻射問題，個人局域網(wǎng)通信設(shè)備的無線發(fā)射功率應(yīng)盡量小，這樣無線自組網(wǎng)的多跳通信能力將再次展現(xiàn)它的獨(dú)特優(yōu)勢。 第二章 敘述了無線通信技 術(shù)的基本原理 、各種短距離無線技術(shù)的比較、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 以及 CSMA/CA 等知識。在無線通信中，信道就是電磁波傳播的途徑，發(fā)送端用戶通過發(fā)信設(shè)備將 消息變?yōu)檫m合于信道傳送的信號，收信設(shè)備則把收到的信號還原成信息， 并傳送到接收端用戶。藍(lán)牙協(xié)議能實(shí)現(xiàn)移動電話、掌上電腦、筆記本計算機(jī)、相關(guān)外設(shè)、家庭 Hub 等眾多設(shè)備之間進(jìn)行信息交換。 IrDA 技術(shù)比較成熟，設(shè)備體積小，功耗低、所使用的頻譜資源不需申請，很好地解 決了當(dāng)前頻譜資源匱乏 的問題 ； 此外紅外線 LED 及接收器等組件遠(yuǎn)比一般 RF 組件便宜。提供了對流業(yè)務(wù)的真正意義上的支持，由于對流業(yè)務(wù)規(guī)定了高級別的優(yōu)先權(quán)并采用了帶有優(yōu)先權(quán)重發(fā)機(jī)制，這樣確保了實(shí)時性流業(yè)務(wù)的帶寬和低干擾、低誤碼。人們借此稱呼一種專注于低功耗、低成本、低復(fù)雜度、低速率的短距離無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) ，在具有上訴特點(diǎn)之外，同時還具有短時延、高容量、高安全、免執(zhí)照頻段等特點(diǎn)。由此可見，相互通信的兩個計算機(jī)系統(tǒng)必須高度協(xié)調(diào)工作才行，所以現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)基本都采用“分層”的思想，這樣能將一個龐大而復(fù)雜的問題，轉(zhuǎn)化為若干較小的局部問題來處理 。各層的重要性是必不可少的 ，比如在鏈路層的操 作最后就是調(diào)用物理層的相關(guān)函數(shù)來完成收發(fā)操作 。 (2)送出數(shù)據(jù)前，先送一段小小的請求傳送報文 (RTS,Request to Send)給目 標(biāo)端，等待目標(biāo)端回應(yīng) (CTS,Clear to Send)報文后，才開始傳送。 在這里主要介紹本文設(shè)計中所用到的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。但這種結(jié)構(gòu)非常不利的一點(diǎn)是，中心系統(tǒng)必須具有極高的可靠性，因?yàn)橹行南到y(tǒng)一旦損壞，整個系統(tǒng)便趨于癱瘓。 本文設(shè)計所生成的樹型網(wǎng)絡(luò)，主要由信息中心和全功能設(shè)備兩者共同完成。 本文設(shè)計所體現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)由三類節(jié)點(diǎn)組成，分別是信息中心、全功能設(shè)備和精簡設(shè)備。 2020 屆電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 模塊功能 特點(diǎn) A7102C 由于采用了低功耗設(shè)計，高接收靈敏度的設(shè)計，滿足無線管制的要求，無須使用許可證，因此在低功耗、低成本無線傳輸設(shè)備的選用時具有很大的優(yōu)勢。該 RF 頻率的設(shè)置需要 PLL1 寄存器的 IP 值 一起得出。 表 模 式寄存器 實(shí)際工作中，對于模塊的設(shè)置還有更多的 參數(shù)，并且部分之間存在聯(lián)系，所以對熊川：基于 A7102C 的短距離無線通信網(wǎng)設(shè)計