基于nRF4O1的无线排队机设计

O 引言
随着人民群众的生活水平越来越高，排队机在银行、电信、医院、税务等窗口服务性行业使用越来越广泛。根据单片机串行通信原理，采用nRF401无线通信模块的开发了无线排队系统。无线排队系统不但具备原有线系统的所有功能，而且突破了有线排队系统在客户安装使用上的瓶颈等工作。该系统由基于NORDIC公司推出的单片无线收发一体芯片nRF401和基于51系列单片机两部分组成，实际运行取得了良好的效果。

1 系统组成
无线排队机系统如图l所示，该系统由发号主机、营业员叫号器、主显示屏、窗口显示屏、语音报号器等部分组成。系统的每个组成部分的数据传递采用无线收发模式，通过通信协议使之成为一个无线的排队系统。

2 无线通信原理
在无线排队机数据通信系统中，单片机之间的数据通信采用一对多的主从模式，利用ISM频段(433 MHz)无线通信。由发号主机负责发送从机(无线主显示屏、无线窗口显示屏、无线叫号器)地址、控制命令及数据，从机则负责收集现场信息，进行一定的数据处理，根据主机的要求返回数据，并执行主机发出的命令。在采用主从式多机串行通信系统中，从机不主动发送命令或数据，一切都由主机控制。由于发送和接收共用同一物理信道，因此在任意时刻只允许一台从机处于发送状态，只有被主机呼叫的从机才能占用总线，对主机作出应答。每台从机均分配有一个唯一的从机地址。主机与从机通信时采用轮流查询方式，主机先呼叫某从机地址，唤醒被叫从机后，主、从两机之间进行数据交换，而末被呼叫的从机则继续处于等待状态。主机发送的信息可以传到多个从机或指定的从机，各从机发送的信息只能被主机接收。为了完成上述功能需通过设置单片机的串口控制寄存器SCON来实现，在此将单片机设置在工作方式3，即SM0=1，SM1=1，且所有从机初始化SM2=1，使所有从机处于监听状态。通信仂议中的规定：
①单片机以方式3进行通信，一帧数据的第9位为1代表地址帧，为0代表数据帧；
②设定通信波特率为1200bps；
③主机与从机的联络过程：主机下发地址帧，被呼叫从机向主机返回地址帧，以便主机确定与从机联络上了。主机下发控制命令，从机根据命令或接收主机的数据块，或向主机发送数据块；
④无线通讯数据块格式如表所示。

Lead为引导字节：Leader=OxFF；
Header为数据包的命令字节由此确定数据包的类型，见表1；
Length为数据包包含的Length字节之后的所有字节的长度；
Data为数据包字节；
Checksum校验字节。

表1 命令字参数表