基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的CAN總線(xiàn)互聯(lián)

裝甲車(chē)輛狀態(tài)信息采集系統的信息采集單元通常采用CAN總線(xiàn)連接，某些情況下，車(chē)輛上裝和下裝之間的旋轉連接器由于沒(méi)有連線(xiàn)空間，需要無(wú)線(xiàn)通信模塊為上裝和下裝的CAN總線(xiàn)提供一個(gè)透明的無(wú)線(xiàn)通道。本文基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )給出一種無(wú)線(xiàn)通道的設計，主要包括CAN總線(xiàn)無(wú)線(xiàn)接入控制模塊電路設計以及無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)的通信協(xié)議設計等內容。

2 電路設計

以無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )為基礎的CAN總線(xiàn)擴展系統總體結構如圖1所示，其主要由兩塊CAN總線(xiàn)無(wú)線(xiàn)接入控制模塊構成，每個(gè)模塊的組成及各部分的作用是：無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)的微控制器及存儲器模塊，接收對端無(wú)線(xiàn)接人控制模塊傳來(lái)的數據并存儲，然后將數據交CAN控制器待發(fā)，同時(shí)接收CAN控制器傳來(lái)的數據并通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò )將數據發(fā)送到對端無(wú)線(xiàn)接入控制模塊；CAN控制器采用SJA1000，運行CAN協(xié)議，為傳感器網(wǎng)絡(luò )結點(diǎn)提供CAN總線(xiàn)服務(wù)；收發(fā)器采用TJA1050作為CAN控制器與物理媒體的物理接口，為CAN控制器提供比特流服務(wù)。

3 無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)

3.1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)硬件結構

圖2所示為無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的硬件，包括傳感器模塊、微處理器模塊和無(wú)線(xiàn)通信模塊等三個(gè)功能部分。GAINTS系列節點(diǎn)使用AT-MEGA128單片機作為控制器和處理核心，無(wú)線(xiàn)通信模塊核心采用工作在433 MHz的單芯片低電壓CC1000收發(fā)器，該射頻芯片具有工作電壓低(2.1～3.6V均可工作)、能耗低、體積小等非常適合于集成的特點(diǎn)。它采用FSK調制方式，外部采用SPI的接口，可以和微控制器直接相聯(lián)。CC1000使用頻率為14.745 MHz的晶振作為驅動(dòng)，在該驅動(dòng)下面CC1000可以提供的最大數據傳輸率為19.2KB／s，也就是說(shuō)每ms不到3個(gè)字節，這個(gè)數據對MAC層的協(xié)議是很有用的，在設置ACK等待時(shí)間和RTS-CTS等待時(shí)間的時(shí)候需要考慮這些參數。

3.2 通信協(xié)議設計

本文基于TinyOS底層通信接口進(jìn)行通信協(xié)議設計。對TinyOS編程采用的是nesC語(yǔ)言，這是一種類(lèi)似C的語(yǔ)言，是對C的擴展，也是結構化的語(yǔ)言，是基于組件式的編程，模塊化的設計。nesC組件有兩種：Module(模塊)和Configuration(連接配置文件)。Module在模塊中主要實(shí)現代碼的編制，可以使用和提供接口，在它的實(shí)現部分必須對提供接口里的command和使用接口里的event進(jìn)行實(shí)現。