基于μC/OS-II的無(wú)線(xiàn)調度策略分析與實(shí)現

引言

在工業(yè)自動(dòng)化中，設備信息的接收發(fā)送基本都是通過(guò)有線(xiàn)方式（串口，網(wǎng)口等）來(lái)進(jìn)行傳遞，隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展，信息通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式傳遞應用逐漸廣泛，特別是在有線(xiàn)布線(xiàn)困難或條件惡劣的特殊工業(yè)現場(chǎng)。本文介紹了基于無(wú)線(xiàn)技術(shù)的通信平臺，引入嵌入式實(shí)時(shí)操作系統μC/OS-II來(lái)實(shí)現對多個(gè)設備的無(wú)線(xiàn)調度。

1 無(wú)線(xiàn)調度平臺

無(wú)線(xiàn)調度平臺信息接收發(fā)送是基于ZIGBEE無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，ZIGBEE具有較強的網(wǎng)絡(luò )構建功能，支持星型，樹(shù)型，網(wǎng)狀拓撲結構。圖1所示為基于星型拓撲結構的無(wú)線(xiàn)調度平臺系統，調度系統包括一個(gè)調度設備和多個(gè)節點(diǎn)，調度設備負責微網(wǎng)的調度和數據包的轉發(fā)，該設備在系統中充當主設備；節點(diǎn)連接工業(yè)設備，在系統中充當從設備，在調度設備的調度下發(fā)送信息?；赯IGBEE技術(shù)的星型網(wǎng)絡(luò )必須具備唯一主設備，從設備數量不超過(guò)253個(gè)，設備號（節點(diǎn)號）可從1 至254， 0和255做特殊用途。網(wǎng)絡(luò )中所有設備必須設置為相同的網(wǎng)絡(luò )號，目的是使所有設備處于同一網(wǎng)段，同時(shí)還要求每個(gè)設備號在該網(wǎng)段中必須是唯一的。

圖1：無(wú)線(xiàn)調度平臺系統圖

2 無(wú)線(xiàn)調度策略

2．1調度機制

星型網(wǎng)絡(luò )的無(wú)線(xiàn)調度平臺使用令牌機制，獲取到令牌的設備才可以發(fā)送數據包。令牌調度機制中最關(guān)鍵的是對令牌的處理，在具體實(shí)現中由主設備（調度設備）產(chǎn)生并輪詢(xún)發(fā)送。主從設備的分工是通過(guò)設備聲明報文來(lái)區分，主設備獲取從設備的設備號和其他設備信息進(jìn)行星型網(wǎng)絡(luò )的組建，在網(wǎng)絡(luò )中充當主設備；從設備獲取主設備的設備號和網(wǎng)絡(luò )號，加入網(wǎng)絡(luò )，并在網(wǎng)絡(luò )中充當調度對象，同時(shí)可以接收主設備發(fā)送的令牌，并在有信息需要轉發(fā)時(shí)，將該信息發(fā)往主設備。

圖2所示為無(wú)線(xiàn)調度策略圖，調度周期為時(shí)間間隔Δt，設備將令牌輪流交給每個(gè)從設備（可以按設備號大小排序），從設備如果有數據包要發(fā)送，則返回一個(gè)正響應，并發(fā)送所有數據包，然后將該令牌交還主設備，表明數據包發(fā)送完畢；如果沒(méi)有數據包發(fā)送，則返回負響應，主設備保持該令牌。當令牌丟失時(shí)，根據調度周期設置一個(gè)超時(shí)，超過(guò)時(shí)間主設備重新生成一個(gè)令牌繼續發(fā)送給下一個(gè)節點(diǎn)號的從設備。

圖2 無(wú)線(xiàn)調度策略圖