多功能監護儀的無線通訊系統

　　本系統設計為1臺主機，6臺從機，采用簡單的輪詢機制。首先主機根據不同的從機地址，向其中的一臺從機發出數據請求，在一段確定的時間之內，如果沒有得到回傳的數據，就可以判斷為超時。如果得到的數據有錯誤，nRF24L01會自動啟動錯誤重傳機制。由于經過了CRC校驗，可以確認上層得到的數據就是正確的數據。在數據鏈路層，由于上行(數據由從機到主機)和下行(數據由主機到從機)的數據量不同，上行的數據量較大，是主要的數據通道，下行的數據量很小，只有一些控制信號，所以上行的數據包采用32 B／包，而下行的數據包采用8 B／包。按照從機的UART接收的數據速率為19 200 b／s，每秒的數據量約為19 200／8 B，即2 400 B／s。按照32 B／包計算，每秒需要傳輸2 400／32包，即75包。從機使用的控制器只負責存儲與轉發，ATmega8具有1 000 B的SRAM，可以開辟出320 B，即10個數據包的上行緩沖區，在每個輪詢周期，每臺從機傳送320 B的數據。所以把輪詢廚期設為10 ms，在每個輪詢周期內，主機分別與6臺從機交換一次數據，每秒可以有大于10個輪詢周期，射頻部分收發狀態的切換時間，只有幾個μs，可以忽略。扣除SPI通訊中協議的開銷，每秒上行通道可以傳送大于3 200 B的數據，這個速度超過從機從UART接收數據的速度，可以保證不丟數據。至于下行數據鏈路，由于數據量很小，可以忽略不計。

　　5 本設計的亮點

　　為什么不用藍牙：藍牙具有完善的協議層，可以保證不同手持設備之間數據的自由交換，但藍牙為了確保互換性而形成的協議包結構相當復雜，這不僅導致了其硬件的復雜性，也大幅度增加了處理量和同步處理需求，導致電池消耗迅速增加。

　　為什么不用WiFi：不可否認WiFi具有更好的通用性、更快的數據速率，但同樣對接口的硬件具有相當高的性能要求，無法與普通的單片機相連。如果采用更高性能的處理器，會增加硬件的復雜度和軟件的成本，同時WiFi的高功耗也不適合使用電池供電的多功能監護儀。

　　為什么不使用ZigBee：ZigBee也是一種近距離低速率數據交換的可選設計，但ZigBee的傳輸速率只有250 k／s，不能滿足本系統的需求。ZigBee協議復雜、開發難度大、周期長，這進一步限制了中小廠商的使用。

　　6 結 語

　　本嵌入式系統的設計應該以系統本身的需求為中心，而不能把一個系統的設計生搬硬套到另外，一個系統上。另外一個優秀的嵌入式系統還要兼顧硬件、軟件、功耗、應用環境等各種因素。