基于CC1101的分布式節能測控網絡設計
3.3 發送協議處理流程
當測控基站需要反饋控制命令執行情況或主動上傳測量數據時,必須通過CC1101向外發送數據。為減少測控基站對無線信道的占用,只有在設備狀態產生變化時,測控基站才主動向中繼節點發出數據幀通知本設備產生了狀態變化,需要中繼節點向中心計算機登記該次變化。
為了防止多個測控基站同時共用無線信道時發生沖突,必須對發送協議進行防沖突設計,這通過CC1101的載波偵聽功能實現。在每次需要發送數據前,CC1101檢測無線信道中載波功率電平值,并將電平值反映到RSSI寄存中,當測控基站發現RSSI電平高于某一閾值時,認為無線信道已被占用,將一直等待直到RSSI值低于閾值時才使用無線信道發送數據。本文引用地址:http://www.104case.com/article/195105.htm
使用載波偵聽功能,測控基站向中繼節點上傳測量數據時處理流程如圖4所示。由于需要上傳測量數據的時間占總工作時間的比例很小,CC1101不需工作在WOR模式以節約電能。為防止測量幀觸發其他處于接收命令狀態的測控基站,測量幀同步頭設置為0x1ACF。
4 中繼節點設計
中繼節點使用Microchip公司PIC18FF66J60單片機進行局域網協議的處理和上級中心計算機協議的轉發控制,同時使用CC1101與下級的測控基站通信。
PIC18F66J60芯片具有嵌入式以太網控制器模塊,是一個完整的以太網連接解決方案,要完全實現介質訪問控制和物理層收發器模塊功能,只需使用2個脈沖變壓器和一些無源器件即可將單片機直接與以太網相連。該單片機內部已經嵌入了TCP/IP協議棧,上電后協議棧自動運行,單片機軟件只需調用相應的TCP/IP處理函數即可。
中繼節點的硬件電路如圖5所示,在與局域網通信端,PIC18F66J60單片機的4個以太網專用引腳TPOUT+、TPOUT-、TPIN+、TPIN-與網絡變壓器直接相連;在與無線信道通信端,單片機通過SPI引腳與CC1101直接相連。
中繼節點采用220 V市電經.AC—DC轉換后供電,沒有節能處理的要求,CC1101不需使用WOR工作模式,處于常開狀態,最大限度的保證通信鏈路的可用性。默認狀態下中繼節點在與測控基站通信的過程中處于被動地位,隨時準備接收測控基站上傳的測量數據幀。
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