基于μC/OS-II的無線調度策略分析與實現
引言
在工業(yè)自動化中,設備信息的接收發(fā)送基本都是通過有線方式(串口,網口等)來進行傳遞,隨著無線通信技術的發(fā)展,信息通過無線方式傳遞應用逐漸廣泛,特別是在有線布線困難或條件惡劣的特殊工業(yè)現場。本文介紹了基于無線技術的通信平臺,引入嵌入式實時操作系統(tǒng)μC/OS-II來實現對多個設備的無線調度。
1 無線調度平臺
無線調度平臺信息接收發(fā)送是基于ZIGBEE無線通信技術,ZIGBEE具有較強的網絡構建功能,支持星型,樹型,網狀拓撲結構。圖1所示為基于星型拓撲結構的無線調度平臺系統(tǒng),調度系統(tǒng)包括一個調度設備和多個節(jié)點,調度設備負責微網的調度和數據包的轉發(fā),該設備在系統(tǒng)中充當主設備;節(jié)點連接工業(yè)設備,在系統(tǒng)中充當從設備,在調度設備的調度下發(fā)送信息?;赯IGBEE技術的星型網絡必須具備唯一主設備,從設備數量不超過253個,設備號(節(jié)點號)可從1 至254, 0和255做特殊用途。網絡中所有設備必須設置為相同的網絡號,目的是使所有設備處于同一網段,同時還要求每個設備號在該網段中必須是唯一的。
圖1:無線調度平臺系統(tǒng)圖
2 無線調度策略
2.1調度機制
星型網絡的無線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鍵的是對令牌的處理,在具體實現中由主設備(調度設備)產生并輪詢發(fā)送。主從設備的分工是通過設備聲明報文來區(qū)分,主設備獲取從設備的設備號和其他設備信息進行星型網絡的組建,在網絡中充當主設備;從設備獲取主設備的設備號和網絡號,加入網絡,并在網絡中充當調度對象,同時可以接收主設備發(fā)送的令牌,并在有信息需要轉發(fā)時,將該信息發(fā)往主設備。
圖2所示為無線調度策略圖,調度周期為時間間隔Δt,設備將令牌輪流交給每個從設備(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,根據調度周期設置一個超時,超過時間主設備重新生成一個令牌繼續(xù)發(fā)送給下一個節(jié)點號的從設備。
圖2 無線調度策略圖
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