基于無線HART協議的數據鏈路層協議模型設計

　　3.3.2 狀態機

　　圖3為TDMA狀態機，該狀態機建立在邏輯鏈路層所建立的四張調度表以及調度機制的基礎上，TDMA狀態機開始于節點加入無線HART網絡，加入的同時建立狀態機所需要的超幀表、圖表、鏈路表，開始從鄰居節點接收數據并以此為基礎建立鄰居表。節點維護存儲著一列待發送數據包，當一個發送時隙發生，節點將會嘗試發送數據包。發送數據包包括發送數據包和接收ACK應答兩個過程。當一個發送時隙產生，進入發送狀態。成功發送一個廣播地址的數據包在數據包發送之后結束，并從等待表中刪除。成功發送一個非廣播地址的數據包，節點將等待ACK應答數據包，ACK數據包將表明數據包是成功接收還是出現接收錯誤。如果目的地址是廣播地址，將不會有ACK應答數據包，發送完成并進入空閑狀態進行調度表的更新;成功發送一個非廣播地址數據包，進行數據完整性和權限完整性檢驗，TDMA狀態機進入等待ACK狀態，如果無ACK應答表明發送失敗。如果是一個共享鏈接，將啟動重發機制，若最終依然失敗，進入空閑狀態更新調度表。如果一個ACK應答數據包被成功接收，節點根據ACK確定發送是否成功，若發送成功，進入空閑狀態更新調度表。如果顯示發送錯誤，將啟動重發機制。所有的接收鏈接都將在沒有發送請求的基礎被全部服務，節點接收數據有三種可能：1)數據包的目的地址就是節點地址;2)數據包目的地址是路由地址;3)數據包目的地址非以上兩種情況。每一次接收數據，鄰居表都將被更新維護。

　　4 結論

　　以無線HART協議為基礎根據工業現場的特點，設計并實現了數據鏈路層協議模型。在以無線HART適配器節點為平臺的實驗結果表明，模型所實現的時鐘同步精度達到30μs，滿足工業現場要求的前提下降低了節點的能耗，以模型為基礎的無線HART節點成功組建形成無線HART單跳網絡。