基于μC/OS-II的无线调度策略分析与实现

引言

在工业自动化中，设备信息的接收发送基本都是通过有线方式（串口，网口等）来进行传递，随着无线通信技术的发展，信息通过无线方式传递应用逐渐广泛，特别是在有线布线困难或条件恶劣的特殊工业现场。本文介绍了基于无线技术的通信平台，引入嵌入式实时操作系统μC/OS-II来实现对多个设备的无线调度。

1 无线调度平台

无线调度平台信息接收发送是基于ZIGBEE无线通信技术，ZIGBEE具有较强的网络构建功能，支持星型，树型，网状拓扑结构。图1所示为基于星型拓扑结构的无线调度平台系统，调度系统包括一个调度设备和多个节点，调度设备负责微网的调度和数据包的转发，该设备在系统中充当主设备；节点连接工业设备，在系统中充当从设备，在调度设备的调度下发送信息。基于ZIGBEE技术的星型网络必须具备唯一主设备，从设备数量不超过253个，设备号（节点号）可从1 至254， 0和255做特殊用途。网络中所有设备必须设置为相同的网络号，目的是使所有设备处于同一网段，同时还要求每个设备号在该网段中必须是唯一的。

图1：无线调度平台系统图

2 无线调度策略

2．1调度机制

星型网络的无线调度平台使用令牌机制，获取到令牌的设备才可以发送数据包。令牌调度机制中最关键的是对令牌的处理，在具体实现中由主设备（调度设备）产生并轮询发送。主从设备的分工是通过设备声明报文来区分，主设备获取从设备的设备号和其他设备信息进行星型网络的组建，在网络中充当主设备；从设备获取主设备的设备号和网络号，加入网络，并在网络中充当调度对象，同时可以接收主设备发送的令牌，并在有信息需要转发时，将该信息发往主设备。

图2所示为无线调度策略图，调度周期为时间间隔Δt，设备将令牌轮流交给每个从设备（可以按设备号大小排序），从设备如果有数据包要发送，则返回一个正响应，并发送所有数据包，然后将该令牌交还主设备，表明数据包发送完毕；如果没有数据包发送，则返回负响应，主设备保持该令牌。当令牌丢失时，根据调度周期设置一个超时，超过时间主设备重新生成一个令牌继续发送给下一个节点号的从设备。

图2 无线调度策略图