基于無線hart協(xié)議的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議模型設計(編輯修改稿)
2025-06-10 13:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 陣中每個元素都被初始化為0，當某個通信資源已經(jīng)被分配，矩陣中對應元素的占用標志位被置為1，并填充相應的通信資源信息。無線HART網(wǎng)絡中，通信資源有NORMAL、ADVERTIS、JOIN和DISCOVERY 4種類型，NORMAL通信資源主要用于過程數(shù)據(jù)和管理命令的傳輸，ADVERTISE通信資源用于廣播網(wǎng)絡信息以方便新節(jié)點加入網(wǎng)絡，JOIN通信資源用于新設備加入，DISCOVERY通信資源用于鄰居發(fā)現(xiàn)。其中NORMAL類型的通信資源與路由路徑相關，其他的資源都與路由路徑無關，重點考慮NORMAL通信資源的分配。NORMAL通信資源分配以所建立的拓撲結(jié)構(gòu)為基礎，以圖表和鄰居表為分配圖，根據(jù)所建立的兩層結(jié)構(gòu)進行兩層分配。1)簇內(nèi)通信 簇內(nèi)所有的通信節(jié)點的通信資源位于矩陣的同一行，并按照時隙進一步分配。對于下行通信，每一資源的源地址為簇首節(jié)點，目的地址為節(jié)點地址。對于上行通信，每一分資源的源地址為節(jié)點地址，目的地址為簇首節(jié)點。2)簇間通信 簇間通信主要是負責簇首與網(wǎng)關之間的通信，而其資源主要占據(jù)矩陣中兩行，其中上行網(wǎng)絡通信資源，一行為下行網(wǎng)絡通信資源。在資源不滿足的情況下，可以根據(jù)資源分配的具體情況進行拓展，但必須以雙行網(wǎng)絡為前提，而且上行還有下行資源不能占據(jù)同一個時隙。分配的路徑以圖表和鄰居表為分配路徑，進行上行和下行節(jié)點的分配。 時間同步實現(xiàn)整個網(wǎng)絡的時鐘同步對于無線HART的TDMA通信是十分必要的，設備間的時鐘偏移是不可避免的，TDMA網(wǎng)絡節(jié)點實現(xiàn)全網(wǎng)完全同步并不現(xiàn)實，而且精確度越高能量消耗就越大，因此無線HART節(jié)點需要在精確度與能耗之間取得平衡，在滿足網(wǎng)絡TDMA時隙通信要求的基礎上盡可能的降低能耗。無線HART為工業(yè)環(huán)境的無線通信協(xié)議，其對穩(wěn)定性、可靠性有著比一般通信網(wǎng)絡更高的要求。而無線HART作為一個mesh的無線通信網(wǎng)需要實現(xiàn)全局的時間同步，但是由于硬件設備以及能量等問題，使得傳統(tǒng)的有線時間同步的算法以及常規(guī)的WSN時間同步算法無法在無線HART中實現(xiàn)。為此以最小能耗為設計目標，設計一個多層次、全局、不問斷的同步策略應用簡易但有效的同步算法實現(xiàn)無線HARTTDMA時間同步。圖1為相鄰節(jié)點通信。圖1中描述了無線HART節(jié)點A與節(jié)點B間的一次通信，節(jié)點A在T1時刻發(fā)送
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