点对多点的多任务无线通信

Header为数据包的命令字节，由此确定数据包的类型；

Length为数据包包含的Length字节之后的所有字节的长度；

Unit为RTU地址字节；

Data为数据包字节；

Checksum为校验字节。

2 硬件设计

上海桑博电子科技有限公司STR-2 RF模块的核心部分为nRF401，外加精心设计的内置天线，具有体积小（37mm×47mm），功耗低的特点；传输距离为200m，最大传输速率为20kb/s；外围接口电路简单，可直接与单片机的通用串行口（UART）口连接。图3所示为硬件框图。

STR-2 RF引脚功能如下：

VCC——正电源，接2.7～5.25V;

CS——频道选择，CS=0为选择工作频道1（即433.92MHz），CS=1为选择工作频道2（即433.33MHz）；

DOUT——数据输出，连接MCU串口RXD；

DIN——数据输入，连接MCU串口TXD；

GND——电源地；

PWR——节能控制，PWR=1为正常工作状态，PWR=0为低功耗状态；

TXN——发射接收控制，TXN=1时模块为发射状态，TXN=0时模块为接收状态；

3 软件设计

在系统中，所有STR-2 RF模块均采用433.92MHz作为系统工作频率。下面以星状点对多点通信系统为例，详细介绍系统的软件设计。

（1）主程序设计

为了避免同频干扰的问题，系统采用时分TDMA（Time Diveision Multiple Access）技术，把系统CMS与任意一台RTU之间的通信采用时分的方式分开，CMS通过扫描的方式与各台RTU设备进行单台通信，这样系统中的CMS与RTU的通信方式就成为点对点的通信方式。整个点对多点系统的通信就成为若干个点对点通信的组合。程序采用C51单片机语言编写，其主控程序流程如图4、图5所示。

（2）打包与解包

协议将主要数据分割成一定格式的数据，并增加一些额外的信息（用于纠错），这个过程叫打包；在接收端协议去掉这些额外信息，只留下初始信息，这个过程叫解包。

打包程序如解包程序见网络补充版（http://fanwen.oyaya.net收集整理）。

解包子程序流程如图6所示。

结语

本文中的无线硬件设计、软件设计解决方案已被多次运用于多种产品、多种系统。目前各种产品、系统运行稳定，无线通信误码率低、可靠性高、安全性好。文中的软、硬件设计方案，可适用于各种单片机，对于无线通信技术在我国推广和广泛的运用有着重要的参考价值。