摘要：现在大多数无线通讯设备通讯间隔近，硬件本钱高，规划杂乱。本规划选用依据微功率通讯芯片SI4432、LPC2103微操控器和μC/OS-II嵌入式操作体系规划的无线通讯体系，不只通讯间隔远、模块本钱低、集成度高、通讯质量高，并且软件规划简略、扩展性好，可广泛用于工业操控、终端通讯、智能操控等范畴。
导言
跟着信息技能的飞速发展，短间隔无线通讯技能的运用现已越来越广泛，硬件低本钱，协议简略的无线通讯体系越来越遭到欢迎。现有的一些通讯技能包含WiFi和UWB，WiFi是一种无线网络通讯技能，可以改进依据IEEE802.11规范的无线网络产品之间的互通性。UWB(Ultra Wideband)是一种无载波通讯技能，它运用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。但选用这些方法其硬件本钱较高，协议相对杂乱。本文选用依据通讯芯片SI4432规划的无线通讯体系，不仪通讯质量好，并且本钱低和开发难度低，可运用于无线通讯、智能操控等范畴。
1 体系网络结构
本方案选用散布集散数据收集操控体系结构，如图1所示，由一个操控工作站(主操作台)、多个无线监控网关和多个无线操控节点组成。无线操控节点(即用户所运用的设备和无线I/O模块)经过无线监控网关与操控工作站通讯。
2 无线通讯体系总体规划
该体系用LPC2103微操控器操控SI4432完成数据收发，体系软件选用μC/OS-II嵌入式操作体系。μC/OS-II选用的是可掠夺型实时多使命内核，该通讯体系将分解成若干使命，完成模块化规划。串口接纳使命将数据写入发送缓冲区，发送使命从发送缓冲区获得数据并将数据传输给SI4432进行编码处理，并以特定的格局经天线发送给接纳模块。接纳使命担任接纳来自SI4432的数据，并将数据写入接纳缓冲区，串口的接纳使命将数据传到PC机或其他设备。无线收发模块的硬件结构如图2所示。
3 体系硬件规划
主控芯片选用飞利浦公司出产的LPC2103芯片，LPC2103是依据ARM7TDMI-S CPU的微操控器，因为内置了宽规模的串行通讯接口(规模从多个UART、SPI和SSP到两条I2C总线)和8 KB的片内SRAM，十分合适通讯网关和协议转换器运用，可以经过内置SPI操控器对SI4432的内部寄存器进行读写操作，依据实际情况装备各项参数。经过SPI接口完成对SI4432的各种装备和操作，如初始化装备、读写数据、拜访FIFO等。MOSI和MISO用于完成LPC2103到SI4432的双工传输;SCK用于串行数据传输的同步;nSEL作为片选信号。SPI接口示意图如图3所示。
4 体系软件规划
选用μC/OS-II作为操作体系，该体系将分解成几个使命：体系初始化使命、SI4432发射使命、SI4432接纳使命、读缓冲区使命、写缓冲使命。软件合理设定使命的优先级，μC/OS-II是依据优先级调度履行的。
4.1 体系初始化使命
体系初始化使命包含方针板初始化、SPI接口初始化、SI4432初始化。
4.1.1 方针板初始化
方针板初始化主要是定时器0初始化和注册定时器0中止服务程序。μC/OS-II要求供给时钟中止以完成延时与超时操控功用，多使命体系启动今后，也便是涮用OSStart()之后榜首件事便是初始化定时器，定时器0初始化：
μC/OS-II中的时钟节拍服务是经过在中止服务子程序中调用OSTimeTick()完成的，OSTimeTick()盯梢一切使命的定时器以及超时时限。
4.1.2 SPI接口初始化
为了使LPC2103与SI4432能更高速地进行双向数据传输，将前者装备为SPI主机形式后者为从机形式。因为SI4432的一切装备都是经过SPI接口进行的，装备的恰当与否对体系终究的通讯作用有很大的影响。SPI初始化为主机，部分程序如下：
4.1.3 SI4432初始化
SI4432主要是自组织协议规划和一些寄存器装备。自组织协议格局如图4所示。
其间，Pre表明前导码，这些字符杂波不容易发生，经过测验和实验发现，噪声中不容易发生0x55和0xAA等十分有规则的信号，因而前导码选用0x55AA;Sync(同步字)在前导码之后，本体系设定的同步字为2B，同步字内容为0x2DD4，接纳端在检测到同步字后才开端接纳数据;本体系不需要TX header(帧头);Data表明有用数据;CRC表明检验位，阐明选用何种校验方法，可防止接纳过错的数据包;SI4432内部集成有调制/解调、编码/解码等功用，Pre、Sync和CRC都是由SI4432主动填充，用户只需设定数据包的组成结构和有用数据即可。
4.2 SI4432发射使命
发射使命在LPC2103、SPI和SI4432的初始化后。装备寄存器使其进入发射状况，然后读取发射缓冲区(缓冲区便是一个静态行列数据结构)数据到TXFIFO里，当数据包发送完时，SI4432发生中止，引脚nIRQ拉低然后告诉LPC2103数据包发送结束，LPC2103读取该中止信号然后开释SI4432的nIRQ引脚，以便接纳下一次中止的发生。
无线监控网关会依据所要传递到特定网关而切换到特定的信道，下面的子网关则运用特定的信道。无线发射流程图如图5所示。
4.3 SI4432接纳使命
当接纳使命检测到LPC2103的P0.16引脚被拉低时，首要封闭SI4432接纳，然后读取其状况寄存器开释nIRQ，判别数据包接纳中止和检测该包是否有用。假如CRC也正确，LPC2103读取RXFIFO中的数据，将其写入接纳缓冲区(静态行列数据结构)。数据接纳结束后，铲除RXFIFO翻开接纳使体系进入下一次数据通讯，无线监控网关会监听一切的信道，而下面的子网关则运用特定的信道。无线接纳程序流程如图6所示。
4.4 读缓冲区使命和写缓冲使命
读缓冲使命主要是读取SI4432写到缓冲区的数据，传送到串口，以便传输到PC或其他设备;写缓冲区使命主要是把PC或其他设备预备发射的数据由串口写入到发射缓冲区，由发射使命发射出去。
结语
本文规划了一种依据SI4432的无线通讯渠道，此通讯渠道选用μC/OS-II和LPC2103作为操作体系和微操控器，通讯的直线间隔可达600～800 m，在建筑物内通讯质量亦能得到确保，该通讯渠道可以运用于多种场合。
