CC1020的點對多點無線組網研究
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在近距離無線數據采集與自動控制系統中，往往需要組成點對多點的系統，即一個主機與多個從機的系統，如圖1所示。在這樣的系統中，主機作為整個系統的控制中心，負責發送指令和接收數據；從機被動地接收主機的指令，收到指令后，首先確定指令的類型，然后開始相應的工作。例如在無線數據采集系統中，主機負責選擇需要的從機，并啟動從機進行數據采集，然后接收從機采集到的數據；從機則根據接收到的主機發給自己的指令，啟動數據采集并發送數據給主機，
或停止工作。
點對多點的無線系統對無線傳輸提出了雙向通信的要求，即主機和從機都可以進行發射與接收，并且相互之間協調有序，不會產生沖突和干擾。其實現方式有多種，本文從基于無線收發芯片CCl020實現這種點對多點無線系統出發，詳細論述了該系統的3種簡單實現方式。
1 基于CCl020實現點對多點系統
1．1 CCl020概述
CCl020是為極低功率、極低電壓的無線應用而設計的單片UHF收發芯片。電路主要應用于402、424、426、429、433、447、449、469、868和915 MHz的ISM和SRD頻帶，也可以通過編程工作于402～470 MHz和804～940 MHz的其他頻率。
CCl020電源電壓為2．3～3．6 V，有接收、發射和低功耗3種模式。在接收模式下，電流消耗為17 mA。CCl020尤其適用于信道間距為12．5 kHz或25 kHz的窄帶系統。在12．5 kHz帶寬的信道中，靈敏度可達一119 dBm，數據速率高達153．6 kbps。CCl020具有ASK、FSK和GFSK三種數據調制方式，有數字接收信號強度指示器、載波檢測指示器和鏡像抑制混頻器，無需溫度補償晶體振蕩器(TCXO)即可補償晶體溫度漂移。
在典型應用系統中，CCl020與單片機和少量外部無源元件結合使用。圖2為CCl020與單片機AT89C2051連接的電路示意圖。圖中DVDD與AVDD均為3 V。
CCl020的工作是建立在對其33個可編程配置寄存器進行編程基礎上的，33個配置數據可由SmartRF Studio軟件根據參數選取的不同生成最佳搭配值，再根據自己的實際需要調整個別寄存器的參數。
單片機使用3或4個I／0引腳與CCl020的結構配置SPI兼容接口(PDI，PDO，PCLK和PSEL)連接。PD0接單片機的輸入，PDI、PCLK和PSEL接單片機的輸出。如果PDI和PD0連接在一起，則可以節省一個I／0引腳，此時單片機使用一個雙向引腳。單片機的一個雙向引腳與CCl020的DIO引腳連接，用于數據的發射和接收(輸入與輸出)。DCLK提供數據時鐘，必須連接到單片機的一個輸入端。當工作在同步模式時，根據DCLK引腳端提供的同步時鐘從DIO引腳進行數據的收發。
在點對多點系統的實現中，重點在于對CCl020的結構配置與收發軟件的設計上。
1．2 基于地址碼的點對多點系統
點對多點系統中從機與主機的交流可以通過地址碼的形式來實現，地址碼包含在數據幀中。最簡單的數據幀形式如下：
Lead為引導字節(即同步碼)，通過測試和試驗發現，OxFF后跟OxAA、Ox55在噪聲中不容易發生，接收協議規定只接收以OxFF后跟OxAA、0x55開始的包；Address為從機地址碼；地址碼后跟規定字節的數據；CheckSum為數據幀校驗字節。
工作時，主機根據所選的從機改變地址碼，緊跟著發送指令數據；從機則在識別到同步碼后，首先根據地址碼判斷此數據幀是否是發給自己的，然后相應地選擇放棄或接收。從機發送、主機接收的協議與此類似。圖3與圖4分別給出了基于CCl020使用地址碼應用于點對多點無線數據采集系統的主從機軟件工作流程。
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