基于nrf24l01的一种无线通信协议设计

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1、万方数据2011年第07期，第44卷通信技术V01．44，No．07，2011总第235期CommunicationsTechn0109yNo．235，Totally基于nRF24L01的一种无线通信协议设计杨旭，李德敏，张谦益(东华大学信息科学与技术学院，上海201620)【摘要】在无线传感网络中，如何充分利用有限的能源是研究的重点．在这种背景下，具有超低功耗特点的单片2．4GHz无线收发一体芯片NRF24L01受到了人们的关注．针对单片射频收发器件NRF24L01的特点和现有通信协议通过率低、传输数据包周期

2、时间长等缺点，提出了一种连续传输，根据信道当前通信质量进行频率捷变通信选择的的通信协议。通过仿真分析表明，该协议在通过率、平均传输时间上都要优于原有协议。【关键词】无线通信；协议设计；性能分析【中图分类号】TN915．04【文献标识码】A【文章编号】1002—0802(2011)07—0057一03ADesignofWirelessCommunicationProtocolbasedonnRF24L01YANGXu，LIDe—rain，ZHANGOian—yi(CollegeofInformationScien

3、ceandTechnology，DonghuaUniversity，Shanghai201620，China)【Abstract]Howtomakeefficientuseofthelimitedenergyresourcesisafocalpointinwirelesssensornetwork．Withsuchabackground，allultra—low—powertransceiverNRF24L01in2．4GHzfrequencybandattractsmuchattentionfromthepe

4、ople．AimingatthefeatureofNRF24LOIandthedisadvantagesoftraditionalcommunicationprotocolsuchas10wthroughoutefficiencyandlongtransmissiontime，acommunicationprotocolcapableofrealizingcontinuoustransmissionandchangingtheoperatingchannelaccordingtothequalityofcurr

5、entchannelisproposed．ThesimulationanalysisshowsthatthenewprotocolishigherthantraditionalprotocolinthroughoutefficiencyandlessinaveragetransmiSSiontime．[Keywords]wirelesscommunication；protocoldesign；performanceanalysisO引言无线中短距离通信是当前的一个“热点”，越来越多的人开始关注这一领域。作为较早

6、进入国内市场的中短距离无线收发芯片之一，来自北欧挪威的nRF无线芯片已经得到市场的认可及广泛的应用，如已被大家所熟悉的低频段的nRFgxx系列，以及2．4GHz频段的nRF24xx系列。在2．4GHz的工科医用频段，低频段信道带宽少，传输速率低的缺点已经不复存在，如何保证通信系统的完整性，稳定性，提高服务质量成为nRF24xx系列通信协议研究的重点川。现有nRF24L01协议基于停止等待自动重传请求协议(SW-ARQ．StopandWait-AutomaticRepeatRequest)，但是在大量数据需要通信

7、传输时(如实时语音通信)，采用这种方式，在信道良好的情况下重复发送确定应答(ACK,ACKnowledgementCharacter)信号会导致前向频带的通过率牧穑日期：201l咱2一13。作者简介t杨旭(1988一)．男，硕士研究生，主要研究方向为无线传感器网络：李德敏(1963-)，男，博士，教授，主要研究方向为移动计算理论及其应用：张谦益(1988一)。女，硕士研究生，主要研究方向为无线传感器嘲络。低，系统传输帧所需时间长f2】。而文献【2】提出的一种基于nRF24xx的混合无线通信协议，当信道通信质量高

8、的时候，采用连发方式，质量较差的时候则回到握手方式，也不能很好满足实际需求。针对这些不足，基于nRF24L01，现提出一种连续传输、SW．ARQ检验通信质量的通信协议。在检测到信道可以通信的情况下，使用连续传输的方式实现通信，然后在利用SW．ARC)重传出错数据包的过程中，对信道通信质量进行评估，如果通信质量差，则跳频再继续进行通信。这样在保证通信质量的前提下能更好地提高系统的通过率，