基于nRF4O1的無(wú)線(xiàn)排隊機設計

O 引言
隨著(zhù)人民群眾的生活水平越來(lái)越高，排隊機在銀行、電信、醫院、稅務(wù)等窗口服務(wù)性行業(yè)使用越來(lái)越廣泛。根據單片機串行通信原理，采用nRF401無(wú)線(xiàn)通信模塊的開(kāi)發(fā)了無(wú)線(xiàn)排隊系統。無(wú)線(xiàn)排隊系統不但具備原有線(xiàn)系統的所有功能，而且突破了有線(xiàn)排隊系統在客戶(hù)安裝使用上的瓶頸等工作。該系統由基于NORDIC公司推出的單片無(wú)線(xiàn)收發(fā)一體芯片nRF401和基于51系列單片機兩部分組成，實(shí)際運行取得了良好的效果。

1 系統組成
無(wú)線(xiàn)排隊機系統如圖l所示，該系統由發(fā)號主機、營(yíng)業(yè)員叫號器、主顯示屏、窗口顯示屏、語(yǔ)音報號器等部分組成。系統的每個(gè)組成部分的數據傳遞采用無(wú)線(xiàn)收發(fā)模式，通過(guò)通信協(xié)議使之成為一個(gè)無(wú)線(xiàn)的排隊系統。

2 無(wú)線(xiàn)通信原理
在無(wú)線(xiàn)排隊機數據通信系統中，單片機之間的數據通信采用一對多的主從模式，利用ISM頻段(433 MHz)無(wú)線(xiàn)通信。由發(fā)號主機負責發(fā)送從機(無(wú)線(xiàn)主顯示屏、無(wú)線(xiàn)窗口顯示屏、無(wú)線(xiàn)叫號器)地址、控制命令及數據，從機則負責收集現場(chǎng)信息，進(jìn)行一定的數據處理，根據主機的要求返回數據，并執行主機發(fā)出的命令。在采用主從式多機串行通信系統中，從機不主動(dòng)發(fā)送命令或數據，一切都由主機控制。由于發(fā)送和接收共用同一物理信道，因此在任意時(shí)刻只允許一臺從機處于發(fā)送狀態(tài)，只有被主機呼叫的從機才能占用總線(xiàn)，對主機作出應答。每臺從機均分配有一個(gè)唯一的從機地址。主機與從機通信時(shí)采用輪流查詢(xún)方式，主機先呼叫某從機地址，喚醒被叫從機后，主、從兩機之間進(jìn)行數據交換，而末被呼叫的從機則繼續處于等待狀態(tài)。主機發(fā)送的信息可以傳到多個(gè)從機或指定的從機，各從機發(fā)送的信息只能被主機接收。為了完成上述功能需通過(guò)設置單片機的串口控制寄存器SCON來(lái)實(shí)現，在此將單片機設置在工作方式3，即SM0=1，SM1=1，且所有從機初始化SM2=1，使所有從機處于監聽(tīng)狀態(tài)。通信仂議中的規定：
①單片機以方式3進(jìn)行通信，一幀數據的第9位為1代表地址幀，為0代表數據幀；
②設定通信波特率為1200bps；
③主機與從機的聯(lián)絡(luò )過(guò)程：主機下發(fā)地址幀，被呼叫從機向主機返回地址幀，以便主機確定與從機聯(lián)絡(luò )上了。主機下發(fā)控制命令，從機根據命令或接收主機的數據塊，或向主機發(fā)送數據塊；
④無(wú)線(xiàn)通訊數據塊格式如表所示。

Lead為引導字節：Leader=OxFF；
Header為數據包的命令字節由此確定數據包的類(lèi)型，見(jiàn)表1；
Length為數據包包含的Length字節之后的所有字節的長(cháng)度；
Data為數據包字節；
Checksum校驗字節。

表1 命令字參數表