單片機的自組織網絡互同步節點設計

節點上電復位以后，程序的初始化部分對節點硬件進行相應的初始化，主要是對模／數轉換(ADC)進行設置，選擇對應的轉換通道并使能，設置發光二極管為關閃爍狀態。
需要注意的是，由于系統采用光敏電阻作為傳感器件，因此節點之間的相互感應不可避免地會受到外界光照的干擾，也就是說即使在鄰近節點不閃爍時，閃爍能力(Power)的初值也不會為0。為此，本程序選擇外界的背景光作為基礎門限值(threshold)，這個值可以通過模／數轉換(ADC)多次采樣再做平均獲得。相關代碼實現如下：

代碼中對4次采樣值進行了平均，考慮到干擾的問題，對平均值再加80進行調整。
隨后，程序進入主循環，在主循環中主要完成三件工作。
首先是閃爍能力(Power)值的遞增。如前面算法描述，當它逐漸增加達到閃爍閾值(FLASH_POWER)時，二極管將開始有節奏地閃爍。為了保證快速和精準，閃爍能力值的遞增并不是均勻的，而是分段區別進行的。閃爍能力值比較小時，以較大的增量累積(如Power+=16)，隨
著其逐漸接近閾值，增量減小，比如當Power>6000后，以1為遞增幅度進行(如Power+=1)。
在計算了節點閃爍的能力后，程序進入第二個階段，主要工作是修正閃爍能力值。考慮到外界干擾，節點可能會受到突然的外界強光照射影響，當光照很強時，節點將無法正確感知鄰近節點的變化，為此還需要做相應異常處理。相關代碼如下：

該段程序中首先進行采樣，獲得當前的光照(light)值，如果其大于預設的環境光照常量(ENV_LIGHT)，則認為外界光照太強，此時節點之間已經無法進行有效地相互感應，出現異常。這里將節點延時一段時間進入休眠狀態，隔一段時間再做檢測。考慮到選用的單片機，環境光照常量設為總量程的一半較為合適。如果外界光照對節點的光感應處在正常范圍，則再判斷當前的光照(light)是否大于前面計算的基礎門限值(threshold)。當其值大于此基礎值時，表明鄰近有節點在閃爍，且該節點晚于鄰近節點的閃爍，因此需要對閃爍能力進行快速調整(如Power+=200)。這個增量遠遠大于常規的閃爍能力積累，執行效果就是將節點下一次開始閃爍時刻大大提前了。
最后的工作就比較簡單了，通過判斷閃爍能力是否大于閃爍閾值(FLASH_POWER)，當大于時設置發光二極管為開閃爍，當小于時設置為關閃爍。
程序主體是一個死循環，根據需要還可添加電源管理、中斷處理等其他功能模塊。文中主要僅論述了兩個節點間的互同步實現，但文中所述算法可以不加修改就適用于節點數更多的網絡。這正體現了自組織網絡的特點：其中功能有限的節點利用局部信息就可達到整個網絡的高度協調一致。

結語
本文詳細闡述了一種利用單片機進行自組織網絡互同步算法學習的方法，網絡同步的效果良好。設計的節點具有簡單直觀、網絡規模擴展靈活的特點，是一個對自組織網絡的很好的實體模擬，對于掌握無線傳感網或多智能體等需要進行同步的自組織組網技術有一定的借鑒意義。